GaN基LED電子束輻照的能量沉積和誘生效應(yīng)研究.pdf

1、LED以其節(jié)能、高效、使用周期長等優(yōu)點(diǎn)正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明光源。然而外太空和人類生存環(huán)境中均有輻射存在，會對LED產(chǎn)生輻照損傷，從而改變照明效果。因此研究LED的輻照損傷成為改善LED性能的重點(diǎn)。
　　電子束輻照能夠改變PN結(jié)外延片中非平衡載流子的壽命，導(dǎo)致LED器件退化。本文主要對電子束輻照GaN基LED過程中產(chǎn)生的能量沉積和誘生效應(yīng)進(jìn)行研究。
　　1.對不同入射電子能量輻照GaN的能量沉積模擬研究。首先根據(jù)解析方法對電子束在

2、GaN基LED多層結(jié)構(gòu)中的能量損傷進(jìn)行模擬，可知隨入射能量不斷增大，主要能量沉積分布從各層內(nèi)部轉(zhuǎn)移到各層界面處且各界面處出現(xiàn)明顯的能量傳輸界線。然后利用蒙特卡洛方法模擬不同入射能量輻照GaN時的能量沉積分布，得知輻照對表層材料的影響較大，且能量越大的電子束穿透力越強(qiáng)。
　　2.用第一性原理分別計(jì)算輻照后由VN、 VGa、GaN、MgGa、 MgGa-ON、MgGa-H、MgGa-VN、 VGa-ON等缺陷引起的GaN材料性能變化，

3、以及不同In組分摻雜的多量子阱結(jié)構(gòu)的性能變化。著重分析它們的光學(xué)性質(zhì)變化可知，最強(qiáng)光吸收峰主要由Ga3d或N2p態(tài)向低能級躍遷產(chǎn)生;VN、GaN均使最強(qiáng)吸收峰發(fā)生紅移，MgG a-VN摻雜下峰位并未發(fā)生變化，其他缺陷均使主峰發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象;而且MgGa摻雜下主峰強(qiáng)度增強(qiáng)，MgGa-H的基本未變，其他缺陷均使主峰強(qiáng)度降低;p態(tài)電子導(dǎo)致帶隙隨In濃度增加而減小，同時In濃度增加還使InGaN發(fā)生紅移。
　　3.對經(jīng)過不同輻照條件下得到的

4、GaN基LED樣品進(jìn)行PL譜測試，分析其發(fā)光性能的變化，然后結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，分析經(jīng)輻照后各樣品內(nèi)存在的主要缺陷形式。輻照能量為1.5MeV時，在5kGy劑量輻照下，樣品中主要出現(xiàn)N位缺陷和Mg替換等缺陷，在10kGy劑量輻照下，主要出現(xiàn)O的復(fù)合體缺陷形式;分析室溫下測得的樣品中InGaN量子阱的PL譜可知，3MeV輻照下主要產(chǎn)生N位缺陷使之紅移，4.5MeV輻照下主要產(chǎn)生Ga位缺陷使之藍(lán)移;而輻照前的變溫PL譜變化是由載流子的