Nano-LED半极性面InGaN/GaN单量子阱结构极化和光谱仿真分析

摘要

通过有限元分析,利用COMSOL软件模拟计算了Nano-LED半极性面InGaN/GaN单量子阱距离边缘不同位置的应变和压电极化分布,并结合模拟得到的量子阱极化电场,采用Silvaco软件计算得到了Nano-LED InGaN/GaN单量子阱距离边缘不同位置的发光光谱.应变和压电极化分布结果表明,其在距离半极性面量子阱边缘100 nm的范围内变化明显.然而,在半极性面内部,应力释放现象消失,压电极化电场变强,量子限制Stark效应导致InGaN/GaN单量子阱发光强度降低.发光光谱分析表明,60 mA工作电流下,Nano-LEDInGaN/GaN半极性面量子阱边缘位置的光谱峰值最大蓝移达21 nm,其原因在于边缘的应力释放作用.Nano-LED非极性面和半极性面的整体光谱分析表明,在固定Nano-LED高度条件下,Nano-LED的直径越大,半极性面占比越高,器件整体发光光谱的双峰值现象越明显,这将为多波长Nano-LED器件的设计提供借鉴.