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AlGaN基深紫外发光器件的研究进展

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AlGaN基深紫外(Deep Ultraviolet,DUV)发光器件主要包括深紫外发光二极管(light emitting diodes,LEDs)和激光二极管(laser diodes,LDs),在杀菌消毒、生化探测、超高密度光存储、非视距通信等领域有广阔的应用前景,近年来在科研和产业界受到高度关注.然而目前AlGaN基深紫外LEDs和LDs的量子效率和大功率性能与其理论水平相比仍有较大差距,主要源于高Al组分(Al组分大于40％)AlGaN外延材料中位错密度高,造成器件内量子效率(internal quantum efficiency,IQE)降低,特别是在蓝宝石衬底上异质外延的情况下这一问题尤为突出;另一方面,由于p型高Al组分AlGaN材料掺杂效率和激活效率低,需要引入空穴提供层p型GaN,但这对深紫外光是吸收层,导致器件的光提取效率(light extraction efficiency,LEE)降低.针对上述问题,提出并采用多周期中温插入层、量子阱Si掺杂来改善AlGaN基深紫外LEDs和LDs的内量子效率,采用Al反射镜技术来提高深紫外LEDs的光提取效率,进而在蓝宝石衬底上实现了288nm深紫外LD的室温光泵浦激射,在100mA注入电流下波长为280nm深紫外LED光功率达到6.31mW.

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