Mg雜質(zhì)調(diào)控高Al組分AlGaN光學(xué)偏振特性

鄭同場,林 偉,蔡端俊,李金釵,李書平,康俊勇(廈門大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,福建省半導(dǎo)體材料及應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,半導(dǎo)體光電材料及其高效轉(zhuǎn)換器件協(xié)同創(chuàng)新中心,福建廈門361005)

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Mg雜質(zhì)調(diào)控高Al組分AlGaN光學(xué)偏振特性

鄭同場,林 偉*,蔡端俊,李金釵,李書平,康俊勇
(廈門大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,福建省半導(dǎo)體材料及應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,半導(dǎo)體光電材料及其高效轉(zhuǎn)換器件協(xié)同創(chuàng)新中心,福建廈門361005)

摘要:高Al組分(即原子分?jǐn)?shù))AlGaN帶邊發(fā)光以e光為主的發(fā)光特性,從根本上限制了沿c面生長器件的正面出光,成為光電器件發(fā)光效率急劇下降的主要原因.第一性原理模擬計(jì)算表明,AlxGa(1-x)N混晶的晶格常數(shù)比c/a偏離理想值程度隨Al組分的增大而增大,導(dǎo)致晶體場分裂能Δ(cr)從Ga N的40 me V逐漸減小;當(dāng)組分達(dá)到0.5時(shí)呈現(xiàn)0值,Al組分繼續(xù)提升,Δ(cr)進(jìn)一步下降,價(jià)帶頂排列順序翻轉(zhuǎn),直至Al N達(dá)到最低值-197 me V.通過Mg摻雜應(yīng)變AlGaN量子結(jié)構(gòu)能帶工程調(diào)控高Al組分AlGa N的價(jià)帶結(jié)構(gòu),反轉(zhuǎn)價(jià)帶頂能帶排序,實(shí)現(xiàn)光發(fā)射o光占主導(dǎo),從根本上克服高Al組分AlGaN發(fā)光器件正面出光難的問題.

關(guān)鍵詞:高Al組分AlGaN;發(fā)光偏振特性;Mg雜質(zhì);能帶工程

高Al組分(即原子分?jǐn)?shù))AlGaN基紫外發(fā)光器件在殺菌消毒、環(huán)境凈化、防偽識別以及生化檢測等諸多領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用和市場需要,引起人們強(qiáng)烈的關(guān)注[1].1998年,美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室Han等利用Al0.2Ga0.8N/GaN多量子阱結(jié)構(gòu),研制出第一只波長短于GaN帶隙(365 nm)的353.6 nm的紫外發(fā)光二極管[2].此后,波長更短的LED和激光二極管(LD)相繼問世,AlGaN紫……