Żbir.II tat-tip p III-tantalu saffi biex jittejbu l-effetti ta ' l-plasmons tal-wiċċ

- Sep 26, 2017 -

Università Tajwan nazzjonali tkun użata a użati tnixxija minn qabel tal-manjeżju matul epitaxy biex jittejbu toqba konċentrazzjonijiet aluminju gallju NITRAD (AlGaN)-imblukkar elettron f'saffi fil indju gallju NITRAD (InGaN) dawl - diodes li jagħmlu (LEDs) [Su ta ' alkoħol mogħtija t-Ying et al, Express ottika, vol25, p21526. 2017]. dan attivata saffi irqaq tal-GaN tat-tip p u għalhekk qawwa l-effett ta ' l-istrutturi tal-wiċċ plasmon (SP) dwar il-prestazzjoni ta ' l-LED. B'mod partikolari, huwa qal-bandwidth modulazzjoni rekord-għolja ta ' 625.6MHz għall-LEDs InGaN c-pjan. Bandwidth modulazzjoni għolja hija mixtieqa għall-applikazzjoni komunikazzjoni dawl visibbli.

Plasmons tal-wiċċ huma l-oxxillazzjoni ta ' densità ta ' elettron delocalized. SP igganċjar mal-InGaN quantum wells (QWs) jista ' jtejjeb quantum intern effiċjenza, filwaqt li jnaqqsu l-effetti biċċa u żieda fil-frekwenza. Igganċjar hija naturalment mtejba kif l-SPs u QW jibdew prossimità mill-qrib. Dan jinkiseb bit-tnaqqis tal-ħxuna tal-intervenenti saffi tat-tip p mill-150nm tipiċi għall-medda 38-78nm. Normalment is-saff tal-p-GaN jrid ikollu ċertu ħxuna biex tiżgura tixrid kurrenti adegwata. Huma irqaq p-GaN saffi għandhom tendenza li jżidu turn-on vultaġġ u resistenza differenzjali.

Il-fluss qabel Mg wkoll inaqqas il-barriera għal injezzjoni fl-reġjun attiva QW. Riċerkaturi-jikkummenta: "f'din is-sitwazzjoni, għalkemm it-tnaqqis tas-saff ta ' p-GaN jistgħu xorta jkollhom l-effetti li jiżdiedu turn-on vultaġġ u resistenza differenzjali, it-titjib sinifikanti ta ' l-effiċjenza ta ' l-injezzjoni toqba jistgħu jikkumpensaw l-prestazzjoni degradazzjoni minħabba t-tnaqqis ta ' ħxuna ta ' p-GaN."

blob.png 

Figura 1: Strutturi epitassi ta ' l-LED.

Materjal ta ' l-epitassi għall-LEDs daħlu mill-deposizzjoni ta ' fwar kimiku metall organiku (MOCVD) fuq żaffir ċ-pjan (Figura 1). It-tkabbir ta ' l-AlGaN tat-p 18nm EBL kien preċedut mill-manjeżju bis (cyclopentadienyl) (Cp2Mg) fluss qabel pass fuq 220 standard centimeters kubu kull minuta (sccm).

Il-fluss ta ' qabel kien imwettaq mal-prekursuri Ga u Al barra, imma ma ' l-ammonja (NH3) nitroġenu prekursur fuq. Matul il-fluss ta ' pre-NH3dekomposti, joħolqu idroġenu li etched lura l-top GaN barriera minn madwar 5nm, jnaqqsu l-ħxuna finali li 20nm.

Tabella 1: L-istrutturi u l-prestazzjoni ta ' l-LED kampjuni.

blob.png 

Għat-tkabbir ta ' p-GaN l-fluss ta ' Cp2MG kienet miżjuda biex 280sccm. Il-p 10nm+Kap - GaN użati a 800sccm Cp2Fluss mg. It-temperatura tas-substrata matul il-kurrent qabel u tat-tip p saffi kien 970 ° C.

Reference (R) LEDs kienu fabbrikati b ' 10μm-raġġ mesas tonda. Il-kuxxinett ta ' p-kuntatt kien ma differita l-mesa żgħar, imma pjuttost appoġġjati fuq saff dijossidu tas-silikon ma capacitance parasitiku mċekkna. Il-p-kuntatt – 20nm/100nm-tan nikil/deheb – koperti madwar 80% tal-mesa, mal-bqija 20% koperti b ' 5nm/5nm tan-nikil/deheb għal tixrid kurrenti.

LEDs bi strutturi ta ' plasmon tal-wiċċ użat epitaxy ta ' dija molekulari 250° C (MBE) li jiddepożita 10nm bin-gallju ossidu taż-żingu (GZO) bħala saff li jinxtered l-kurrent. L-istruttura tal-SP kkonsistiet tal-fidda (Ag) nanoparticles (NPs) u saff aktar tixrid mill-kurrent ta ' l-5nm/5nm tat-titanju/deheb. Il-p-kuntatt ikkonsista f ' 20nm/100nm tan-nikil/deheb.

L-GZO blu-ċaqlieq l-wavelength ta ' reżonanza nanoparticle tal-fidda SP lejn dik ta ' l-emissjonijiet blu tal-LEDs fl ~ 465nm (Figura 2). L-nanoparticles tal-fidda kienu ffurmati permezz tad-depożitu ta ' saff 2nm tal-fidda u mbagħad ttremprar f ' 250° C għal 30 minuta f'atmosfera ta ' nitroġenu.

blob.png 

Figura 2: Spektra ta ' trasmissjoni ta ' kampjuni A-SP, B-SP, u C-SP. vertikali bis linja tindika QW emissjoni wavelength madwar 465nm.

Riċerkaturi-jikkummenta: "huwa nnotat li l-SP reżonanza tal-quċċata fix-xogħol kurrenti ma ukoll jikkoinċidu mal-wavelength ta ' emissjoni QW, kif murija f ' (Figura 2). Kull aġġustament bil-għaqal ta ' Ag NP daqs jistgħu blu-shift l-quċċata ta ' reżonanza SP biex tiżdied aktar il-SP qawwa fuq il-wavelength ta ' emissjoni QW nominati ta ' l-igganċjar (465 nm). F'din is-sitwazzjoni, il-modulazzjoni bandwidth jista jiżdied iktar."

L-n-kuntatti tal-LEDs ikkonsista f ' 20nm/100nm tat-titanju/deheb.

It-tkabbir tal-970° C tas-saffi tat-tip p wkoll temprat sottostanti l-quantum wieħed InGaN ukoll, jorganizzaw mill-ġdid l-indju goli għanqud strutturi li jistgħu jwasslu għall-ogħla milli mistenni quantum intern effiċjenza (IQE) permezz ta ' lokalizzazzjoni trasportatur. Madankollu, ħafna ttremprar jistgħu jiddegradaw l-istruttura tal-kristall fil-quantum ukoll, tnaqqas l-IQE.

L-IQE tal-mezzi varji kien stmat billi jitqabblu l-photoluminescence tat-temperatura tal-kamra (PL) li ma fuq 10K (preżunt li jkun ta ' 100% IQE). Iqsar anneal drabi nstabu li jirriżulta fl-ogħla IQEs (Tabella 1). Il-preżenza ta ' Ag NPs taw titjib sinifikanti tal-SP, b'mod partikolari ma id-distanza mnaqqsa għall-QW. -Dikompożizzjoni ta ' ħin-riżolti PL kien ukoll aktar mgħaġġel bl-istrutturi SP.

L-aħjar IQE ta-SP-LEDs irriżulta fl-brighter electroluminescence. L-biċċa fil-ħajt tal-plug effiċjenza (WPE) mill-valur tal-quċċata kien ukoll inqas severi fil-mezzi SP. Riċerkaturi-jikkummenta: "huwa notat li d-densità tal-kurrent injettat għall-effiċjenzi massimu fil-kampjuni taħt studju (1kA/ċm2) hija ġeneralment ogħla minn dak rappurtat ġeneralment fil-letteratura. Dan huwa hekk għaliex l-mesa daqs tal-kampjuni użati huwa iżgħar f ' 10μm f ' raġġ. L-iżgħar daqs ta ' tagħmir twassal għal effett tas-sħana aktar dgħajfa u b'hekk inaqqas l-imġiba biċċa kkawżati minn sħana."

PL dikompożizzjoni fi żmien aqsar huwa rifless fl-ogħla modulazzjoni reżonaturi, bl-ogħla valur ogħla minn 600MHz: "fil-kampjun C-SP, aħna jistgħu jilħqu l-bandwidth modulazzjoni ta ' 625.6 MHz, li huwa mahsub li jkun l-ogħla qatt rrappurtati fi ċ-pjan bbażati fuq il-GaN wiċċ li jarmi d-dawl LED (~ 100 MHz ogħla minn tagħna rekord preċedenti ta ' 528.8 MHz)." It-titjib fuq il-kampjuni ta ' referenza huwa qrib l-għerq kwadrat tar-rata ta ' dikompożizzjoni mtejba fl-istudji tal-PL.


Par ta ' l-:Nanoparticle tal-fidda tista tiġi prodotta fil-mod ekonomiku Li jmiss:Il-linka konduttiva fl-2017: L-affarijiet kbar li jmiss F'dan l-artikolu, ser nispjegaw fil-qosor il-progress f'setturi emerġenti multipli filwaqt li nidentifikaw ukoll l-aħħar żoni ta 'applikazzjoni ta' l-aħħar trendy.