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AlN插入层对硅衬底GaN薄膜生长的影响被引量：5: 2014年; 利用金属有机化合物气相外延沉积技术在2inch(5.08cm)Si(111)图形衬底上生长了GaN外延薄膜,在Al组分渐变AlGaN缓冲层与GaN成核层之间引入了AlN插入层,研究了AlN插入层对GaN薄膜生长的影响。结果表明,随着AlN插入层厚度的增加,GaN外延膜(002)面与(102)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽明显变小,晶体质量变好,同时外延膜在放置过程中所产生的裂纹密度逐渐减小直至不产生裂纹。原因在于AlN插入层的厚度对GaN成核层的生长模式有明显影响,较厚的AlN插入层使GaN成核层倾向于岛状生长,造成后续生长的nGaN外延膜具有更多的侧向外延成分,从而降低了GaN外延膜中的位错密度,减少了GaN外延膜中的残余张应力。同时还提出了一种利用荧光显微镜观察黄带发光形貌来表征GaN成核层形貌和生长模式的新方法。; 刘军林熊传兵程海英张建立毛清华吴小明全知觉王小兰王光绪莫春兰江风益; 关键词：氮化镓硅衬底

InGaN/GaN超晶格厚度对Si衬底GaN基蓝光发光二极管光电性能的影响被引量：4: 2016年; 采用有机金属化学气相沉积技术在Si(111)衬底上生长蓝光多量子阱发光二极管(LED)结构,通过在量子阱下方分别插入两组不同厚度的InGaN/GaN超晶格,比较了超晶格厚度对LED光电性能的影响.结果显示:随超晶格厚度增加,样品的反向漏电流加剧;300 K下电致发光仪测得随着电流增加,LED发光光谱峰值的蓝移量随超晶格厚度增加而减少,但不同超晶格厚度的两个样品在300 K下的电致发光强度几乎无差异.结合高分辨X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的位错密度和V形坑特征分析,明确了两样品反向漏电流产生巨大差异的原因是由于超晶格厚度大的样品具有更大的V形坑和V形坑密度,而V形坑可作为载流子的优先通道,使超晶格更厚的样品反向漏电流加剧.通过对样品非对称(105)面附近的X射线衍射倒易空间图分析,算得超晶格厚度大的样品其InGaN量子阱在GaN上的弛豫度也大,即超晶格厚度增加有利于减小InGaN量子阱所受的应力.综合以上影响LED发光效率的消长因素,导致两样品最终的发光强度相近.; 齐维靖张萌潘拴王小兰张建立江风益; 关键词：反向漏电应力弛豫

五基色LED照明光源技术进展被引量：13: 2017年; 现有的白光LED是通过蓝光LED激发黄色荧光粉获得的,虽然其光电转换效率已远超白炽灯和日光灯,但其显色指数、色温和光效之间难以协调发展。采用多色高效率LED(红、黄、绿、青、蓝光)可合成低色温、高显色指数、高光效、对人眼安全与舒适的全光谱无荧光粉白光光源,是下一代高品质光源。其难点在于获得高光效黄光LED。目前我们在黄光LED光效提升方面取得重大突破,获得了电光转换功率效率高达21.5%的硅衬底InGaN基黄光LED(565nm,20A/cm^2),对应130 lm/W,远好于文献报道和可查询到的最高水平。基于红、黄、绿、青、蓝五色LED芯片合成的白光灯珠,显色指数94.8,色温3 263K,光效100.5 lm/W,达到了实用化水平。无荧光粉五基色LED照明技术省去了稀土这一稀缺资源,具有现实价值和战略意义,同时在可见光通信、情景照明、智能照明方面有优势。; 刘军林莫春兰张建立王光绪徐龙权丁杰李树强王小兰吴小明潘拴方芳全知觉郑畅达郭醒陈芳江风益; 关键词：LED照明

垒温对硅衬底GaN基蓝光LED发光效率的影响被引量：4: 2016年; 用MOCVD技术在硅衬底上生长了GaN基蓝光LED外延材料,研究了有源层多量子阱中垒的生长温度对发光效率的影响,获得了不同电流密度下外量子效率（EQE）随垒温的变化关系。结果表明,在860~915℃范围内,发光效率随着垒温的上升而上升。当垒温超过915℃后,发光效率大幅下降。这一EL特性与X光双晶衍射和二次离子质谱所获得的阱垒界面陡峭程度有明显的对应关系,界面越陡峭则发光效率越高。垒温过高使界面变差的原因归结为阱垒界面的原子扩散。垒温偏低使界面变差的原因归结为垒对前一个量子阱界面的修复作用和为后一个量子阱提供台阶流界面的能力偏弱。外延生长时的最佳垒温范围为895~915℃。; 高江东刘军林徐龙权王光绪丁杰陶喜霞张建立潘拴吴小明莫春兰王小兰全知觉郑畅达方芳江风益; 关键词：LED 硅衬底 GAN 外量子效率

V形坑尺寸对硅衬底InGaN/AlGaN近紫外LED光电性能的影响被引量：3: 2017年; 使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了InGaN/AlGaN近紫外LED,通过改变低温GaN插入层的厚度调控V形坑尺寸,系统地研究了V形坑尺寸对InGaN/AlGaN近紫外LED(395 nm)光电性能的影响。结果表明,低温GaN插入层促进了V形坑的形成,并且V形坑尺寸随着插入层厚度的增加而增大。在电学性能方面,随着V形坑尺寸的增大,-5 V下的漏电流从5.2×10^(-4)μA增加至6.5×10~2μA;350 mA下正向电压先从3.55 V降至3.44 V,然后升高至3.60 V。在光学性能方面,随着V形坑尺寸的增大,35 A/cm^2下的归一化外量子效率先从0.07提高至最大值1,然后衰退至0.53。对V形坑尺寸影响InGaN/AlGaN近紫外LED光电性能的物理机理进行了分析,结果表明:InGaN/AlGaN近紫外LED的光电性能与V形坑尺寸密切相关,最佳的V形坑尺寸为120~190 nm,尺寸太大或者太小都会降低器件性能。; 聂晓辉王小兰莫春兰张建立潘拴刘军林; 关键词：硅衬底光电性能

硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管被引量：17: 2015年; 经过近十年的探索,作者在国际上率先突破了硅衬底高光效Ga N基蓝光LED材料生长技术及其薄膜型芯片制造技术,制备了内量子效率和取光效率均高达80%的单面出光垂直结构Ga N基蓝光LED,并实现了产业化和商品化,成功地应用于路灯、球炮灯、矿灯、筒灯、手电和显示显像等领域.本文就相关关键技术进行全面系统地介绍.发明了选区生长、无掩模微侧向外延等技术,仅用100 nm厚的单一高温Al N作缓冲层,制备了无裂纹、厚度大于3μm的器件级Ga N基LED薄膜材料,位错密度为5×108 cm-2.发明了自成体系的适合硅衬底Ga N基薄膜型LED芯片制造的工艺技术,包括高反射率低接触电阻p型欧姆接触电极、高稳定性低接触电阻n型欧姆接触电极、表面粗化、互补电极、Ga N薄膜应力释放等技术,获得了高光效、高可靠性的硅基LED,蓝光LED(450 nm)在350 m A(35 A/cm2)下,光输出功率达657 m W,外量子效率为68.1%.; 江风益刘军林王立熊传兵方文卿莫春兰汤英文王光绪徐龙权丁杰王小兰全知觉张建立张萌潘拴郑畅达; 关键词：硅衬底高光效氮化镓发光二极管

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王小兰