基于In-rich InGaN双量子阱与蓝光单量子阱杂化的橙/红光LED载流子动力学与结构分析研究

来自某研究团队的研究人员针对长波长氮化物发光效率低的关键问题，创新性地将In-rich In0.35Ga0.65N/GaN双量子阱(DQW)与In-poor In0.2Ga0.8N单量子阱(SQW)杂化设计。通过温度依赖光致发光(PL)和时分辨PL等先进表征技术，发现杂化LED内部量子效率提升至27.9%，成功抑制了非辐射复合并实现载流子高效输运，为长波长氮化物发光器件开发提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了In-rich InGaN量子阱体系的独特物理现象。在n-AlGaN层中，研究人员首次观察到铝原子沿位错线周期性富集形成的V形结构，这种特殊排列为理解应变场分布提供了新视角。光学分析显示，富含铟的橙/红光LED在160-200K温区会突然发生阶梯式能级跃迁，其峰宽变化规律明显区别于常规蓝光器件。

通过阴极发光成像技术，杂化LED展现出令人惊喜的特性：V形缺陷周围的橙红光发射均匀稳定，而对照组的DQW结构则因AlInGaN相变导致蓝光异常发射。量子限制斯塔克效应(QCSE)的显著减弱，正是杂化结构中蓝光SQW发挥双重作用的明证——既作为载流子蓄水池，又有效钝化了缺陷态。

温度依赖的载流子复合动力学分析表明，这种创新结构将辐射复合寿命缩短至纳秒量级。特别值得注意的是，在室温下杂化LED的内量子效率达到27.9%，比传统结构提升近3倍。该成果为突破氮化物红光器件效率瓶颈提供了切实可行的技术路线，对全彩显示和微纳光电器件集成具有重要意义。