硅衬底GaN基LED的V坑效应与发光性能研究

作为新一代显示技术的重要组成，Micro-LED显示因其高亮度、超小像素尺寸、高对比度和长寿命等优势，被广泛认为是未来最具发展潜力的显示方案之一。为实现高效全彩Micro-LED单片集成，本文基于Si(111)硅衬底，生长了不同铟组分的GaN基红光、绿光和蓝光LED外延结构，并系统研究其V坑分布及其对发光性能的影响机制。随着有源区铟组分含量的增加，V坑密度增大、尺寸趋于缩小，其形貌演化与外延生长温度密切相关。进一步结合变温光致发光测试分析局域化发光特性与载流子热猝灭过程，所提出的修正Arrhenius模型拟合结果表明，红光样品表现出较强的载流子局域化效应，其对应离域激活能为18.5 meV，表明随着铟组分的提升，样品的载流子局域化效应更为显著。通过变温光致荧光法测定相对内量子效率分别为红光3.8%、绿光10.9%、蓝光27.3%。本研究为硅衬底GaN基全彩LED的优化提供了理论支持与实验依据。