Зависимость параметров спектра излучения InGaN/GaN-светодиода от величины инжекционного тока
Иго А.В.1, Вострецова Л.Н.1, Рибенек В.А.1
1Ульяновский государственный университет, Ульяновск, Россия

Email: igoalexander@mail.ru
Поступила в редакцию: 23 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 9 марта 2025 г.
Принята к печати: 17 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 21 мая 2025 г.
Проведены измерения спектров излучения InGaN/GaN-светодиодов с квантовыми ямами для токов инжекции от 1 мкА до 55 мА. Проведен анализ зависимости параметров спектра излучения от величины тока с применением модели, когда процесс инжекции электронов в область квантовой ямы рассматривался как неравновесный стационарный процесс. Моделированием определено, что уменьшение квантового выхода при больших токах связано с уменьшением времени жизни носителей тока за счет увеличения температуры в области p-n-перехода за счет джоулева тепла. Температура в области p-n-перехода была оценена по ширине спектра излучения моделированием вольт-амперной характиристики, по наклону коротковолнового крыла спектра излучения и измерением спектров люминесценции ионов Cr3+ сапфировой подложки. При температуре окружающей среды 23 oC при пропускании тока 55 мА температура в области квантовой ямы оценена равной 97 oC, в области p-n-перехода - 60 oC, сапфировой подложки - 45 oC. Моделированием показано, что измерением зависимости сдвига максимума спектра излучения от величины тока можно определить важнейшие параметры InGaN/GaN-структуры с квантовыми ямами. Ключевые слова: InGaN/GaN, структуры с квантовой ямой, эффективность излучения, моделирование спектра.
- E.F. Schubert. Light Emitting Diodes (Cambridge University Press, 2006)
- K.A. Bulashevich, V.F. Mymrin, S.Yu. Karpov, I.A. Zhmakin, A.I. Zhmakin. J. Comput. Phys., 213, 214 (2006)
- А.А. Ефремов, Н.И. Бочкарева, Р.И. Горбунов, Д.А. Лавринович, Ю.Т. Ребане, Д.В. Тархин, Ю.Г. Шретер. ФТП, 40, 621 (2006)
- J. Cho, E.F. Schubert, J. Kim. Laser Photon. Rev., 7, 408 (2013)
- S. Karpov Optical Quant. Electron., 47, 1293 (2015)
- J. Piprek. Appl. Phys. Lett., 107, 031101 (2015)
- K. Bulashevich, S. Karpov. Phys. Status Solidi C, 5, 2066 (2008)
- М.Л. Бадгутдинов, А.Э. Юнович. ФТП, 42, 438 (2008)
- К.Г. Золина, В.Е. Кудряшов, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович. ФТП, 31, 1055 (1997)
- В.Е. Кудряшов, С.С. Мамакин, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович, А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин. ФТП, 35, 861 (2001)
- А.И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников (М., 1978)
- R. Chingolani, W. Stolz, K. Ploog. Phys. Rev. B, 40, 2950 (1989)
- F. Sonmeza, E. Arslanb, S. Ardalid, E. Tirasa, E. Ozbay. J. Alloys Compd., 864, 158895 (2021)
- K. Lee, M.S. Shur. J. Appl. Phys., 54 (11), 6432 (1983)
- A.E. Chernyakov, K.A. Bulashevich, S.Y. Karpov, A.L. Zakgeim. Phys. Status Solidi A, 210, 466 (2013)
- А.Л. Закгейм, Г.Л. Курышев, М.Н. Мизеров, В.Г. Половинкин, И.В. Рожанский, А.Е. Черняков. ФТП, 44, 390 (2010)
- Z. Vaitonis, Р. Vitta, A. Zukauskas. J. Appl. Phys., 103, 093110 (2008)
- C. Winnewisser, J. Schneider, M. Borsch, H.W. Rotter. J. Appl. Phys., 89, 3091 (2001)
- D.D. Ragan, R. Gustavsen, D. Schiferl. J. Appl. Phys., 72, 5539 (1992)