大电流注入下GaN基LED中缺陷和异质界面载流子复合瞬态响应特性研究

三族氮化物LED被认为是未来重要的绿色光源之一，但目前LED要取代日光灯照明将取決于其在效率、功率及成本等三大瓶颈之突破。其中人们在提高LED效率和功率的研发过程中遇到的关键制约就是大电流工作条件下各种非辐射复合机制的增强而导致发光效率下降。而对导致效率下降的关键非辐射复合机制，特别缺陷和异质界面在这种非辐射复合过程中的作用仍存在争议。本项目拟基于原子力显微镜导电模块发展一种新的局域电脉冲注入和不同波长的脉冲激光照射的瞬态测量技术，并结合时间分辨光谱研究大电流注入下GaN基LED中的缺陷和异质界面的载流子复合瞬态响应特性，通过测量载流子的产生、弛豫和复合时间、俄歇复合系数等，揭示俄歇复合、界面态隧穿等过程的动力学机制及其与材料物性、生长条件的关系，以及对LED效率的影响,从而为大功率LED研制提供新的设计思路。

三族氮化物LED被认为是未来重要的绿色光源之一，但目前LED要取代日光灯照明将取決于其在效率、功率及成本等三大瓶颈之突破。其中人们在提高LED效率和功率的研发过程中遇到的关键制约就是大电流工作条件下各种非辐射复合机制的增强而导致发光效率下降。而对导致效率下降的关键非辐射复合机制，特别缺陷和异质界面在这种非辐射复合过程中的作用仍存在争议。本项目针对这个关键科学问题一方面采用倒装焊技术，解决了大功率LED 中的关键散热技术难题，开发出3W级70lm/W的高效率大功率LED芯片产品；另一方面系统研究了大功率InGaN/GaN LED发光机制和非辐射复合机制，如In组分对InGaN/GaN蓝光LEDs发光效率的影响，以及相关瞬态电学性质研究；同时发明了一种新的结温测试方法对大功率LED的散热机制做了深入和系统的研究，实验结果表明电流拥挤效应在大功率倒装LED中依然严重，并且证实蓝宝石的差的热导率在倒装结构中依然对效率有重要影响。通过本项目实施，累计发表学术论文6篇，申请发明专利3项，培养硕士研究生一名。