[转载] APL | 厦门大学电子科学与技术学院半导体照明实验室团队:激子分布调控绿光Micro-LED低温EQE

发布时间:2023-03-08    浏览次数:150


激子分布调控绿光Micro-LED低温EQE



厦门大学电子科学与技术学院

陈忠、郭伟杰团队

近日,厦门大学电子科学与技术学院陈忠/郭伟杰团队在绿光Micro-LED辐射复合机理方面又取得了研究进展,研究成果以“Exciton distribution-induced efficiency droop in green microscale light-emitting diodes at cryogenic temperatures”为题,于2022年11月17日发表在国际实验物理权威期刊 Applied Physics Letters 上。该研究揭示了绿光Micro-LED在100K以下的辐射复合调控机制。

研究介绍

研究背景

Micro-LED具有高亮度、对比度、高稳定性等特点,Micro-LED显示是重要的未来显示技术。Micro-LED显示在增强现实、虚拟现实等领域都具有广阔的应用前景。然而,Micro-LED的外量子效率仍受到尺寸效应的制约。Micro-LED外量子效率的调控机理是亟待研究解决的科学问题和产业难题。

图1 (a)绿光及(b)红光Micro-LED芯片结构示意图。(c)红光及绿光Micro-LED在25K和300K下的电致发光谱。

研究内容

该研究以氮化镓基绿光Micro-LED为主要研究对象,并采用AlGaInP红光Micro-LED作为比较对象,对尺寸为10μm的绿光Micro-LED的低温辐射复合机理进行了系统研究。经研究发现:当温度低于100K时,绿光Micro-LED的外量子效率随温度降低而降低,这与传统的ABC模型有明显差异,而红光Micro-LED芯片的外量子效率变化则遵循ABC模型。

图2 (a)绿光及(b)红光Micro-LED的变温压电特性(J–V)。(c)绿光及(d)红光Micro-LED的变温外量子效率曲线。

研究团队通过研究低温下电声子耦合的变化规律,明确了低温下绿光Micro-LED中存在局域化激子。在现有理论模型基础上,提出了针对绿光Micro-LED局域化发光的修正模型,阐明了低温下局域化激子对辐射复合、外量子效率的影响规律。对于提高绿光Micro-LED的外量子效率,具有重要的指导意义。

该论文第一作者为厦门大学电子科学与技术学院电子科学系博士生郑曦,通讯作者为厦门大学电子科学与技术学院的陈忠教授和郭伟杰助理教授。近年来,该团队依托国家集成电路产教融合创新平台、福建省LED照明与显示行业技术开发基地、福建省半导体照明工程技术研究中心、福建省光电照明与显示企业服务型制造公共服务平台等科研平台;在Micro-LED器件物理机理以及高性能Micro-LED显示领域,取得了一系列研究成果;与三安光电、乾照光电、友达光电、信达光电、开发晶、厦门特仪等相关企业开展了卓有成效的产学合作。该研究工作得到了国家自然基金、福建省自然科学基金、福建省技术创新重点攻关及产业化项目、厦门市科技重大专项等经费资助。

原文信息

标题:Exciton distribution-induced efficiency droop in green microscale light-emitting diodes at cryogenic temperatures

期刊:Appl. Phys. Lett. 121, 201109 (2022)

作者:Xi Zheng,  Weijie Guo,  Changdong Tong, Peixin Zeng, Canbin Chen, Yulin Gao,  Guolong Chen, Zhijie Ke, Zhenyao Zheng, Lihong Zhu,  Yijun Lu, and  Zhong Chen

链接:https://doi.org/10.1063/5.0117476