Механізми появи видимої паразитної люмінесценції у світлодіодах ультрафіолетового випромінювання 365 нм

Abstract

У роботі встановлено механізм появи видимої паразитної люмінесценції у світлодіодах (СД) ультрафіолетового (УФ) випромінювання 365 нм. Світлодіоди УФ випромінювання з максимумом на довжині хвилі 365 нм мають широке коло застосувань, наприклад полімеризація, флуоресцентна мікроскопія в медицині та біології, люмінесцентний аналіз. Однак InGaN/AlGaN/GaN гетероструктури УФ СД мають ряд недоліків, зокрема так звану жовту люмінесценцію. Тому, окрім робіт по підвищенню квантової ефективності, проводяться дослідження щодо зниження видимої паразитної люмінесценції в УФ світлодіодах. Для пошуку способів зниження інтенсивності видимої люмінесценції необхідно знати механізм її виникнення. Досліджено промислові InGaN/AlGaN/GaN УФ світлодіоди з максимумом 365…370 нм. Встановлено, що видима паразитна люмінесценція у даних світлодіодах складається з двох спектральних частин – так званих жовтої люмінесценції та синьої люмінесценції, які зумовлені дефектами та комплексами дефектів з легуючими домішками. Люмінесценція у жовто-зеленій частині спектра (максимум при 555 нм) є домінуючою при температурі 300 K, а люмінесценція в синій частині спектра (400…470 нм) – при температурі в околі 77 K. Показано, що домінуючим механізмом появи видимої люмінесценції в УФ світлодіодах 365 нм є електролюмінесценція, оскільки при підвищенні напруги на p-n переході жовта смуга електролюмінесценції з’являється першою; фотолюмінесценція у даних СД при Т = 77 K при збудженні УФ випромінюванням від аналогічного світлодіода практично відсутня, у той же час при підвищенні струму при Т = 77 K з’являється та росте інтенсивність жовтої смуги електролюмінесценції.