

- Warsaw-4-PhD School
- Doctoral studies
Jak zwiększyć wydajność azotkowych emiterów światła ? Wysokie ciśnienie pomaga to zrozumieć.

Konstrukcja efektywnych diod elektroluminescencyjnych InGaN/GaN (LED-ów), wymaga określenia wielkości wbudowanego pola elektrycznego, Fint, i znalezienie możliwości jego eliminacji. Jest to bardzo trudne. Duża wartość Fint prowadzi do obniżenia intensywności emitowanego światła i obniżenia jego energii.
W pracy opublikowanej ostatnio przez grupę fizyków z IWC PAN zaproponowano zastosowanie wysokiego ciśnienia hydrostatycznego do badań własności LED-ów. Badania takie pozwalają potwierdzić obecność pola elektrycznego w przyrządach i ewolucji tego pola w funkcji gęstości zasilającego LED prądu.
Okazało się, że LED-y wykorzystujące wąskie studnie kwantowe (2-4 nm) zachowują wysokie Fint rzędu kilku MV/cm nawet przy dużych gęstościach nośników. Natomiast emitery o szerokich studniach kwantowych (powyżej 5-7nm) wykazały efekt wyeliminowania zjawisk wynikających z obecności Fint. Przeprowadzone obliczenia symulujące powyższe zachowania zgadzają się z wynikami eksperymentów.
Opisane powyżej badania wskazują na bardzo ciekawe zjawisko udziału wzbudzonych stanów pasma przewodnictwa i walencyjnego w obserwowanej intensywnej emisji światła oraz przedstawiają istotne korzyści ze stosowania LED-ów z szerokimi studniami kwantowymi.
Quantum-confined Stark effect and mechanisms of its screening in InGaN/GaN light-emitting diodes with a tunnel junction, K. Pieniak, M. Chlipala, H. Turski, W. Trzeciakowski, G. Muziol, G. Staszczak, I. Makarowa, A. Kafar, E. Grzanka, S. Grzanka, C. Skierbiszewski, and T. Suski
Optics Express, 29, 1824 (2021); https://doi.org/10.1364/OE.415258