InGaN/GaN多量子阱中声子与激子耦合行为研究

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基本信息

  • 批准号:
    11604137
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2207.光谱学与固体发光
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

InGaN/GaN multiple quantum wells, are the active region of high brightness blue and green light emitting diodes. Strain and localized states are featured by the multiple quantum wells and have decisive influence on the device performance. The strain of quantum wells under luminescence is difficult to be determined by current research. The phonon-exciton coupling contains information on the strain and exciton localization of the quantum wells under luminescence. This project intends to focus on the phonon replicas in the low-temperature electroluminescence spectra. Based on the longitudinal optical (LO) phonon frequency and the coupling strength derived from the phonon replicas, the strain of the quantum wells under luminescence and exciton localization are expected to be determined. The contents include: (1) research on the strain variation of the quantum wells with injection current and the corresponding mechanism; (2) research on the influence of growth method and structure of the multiple quantum wells on the exciton localization and the mechanism. Two achievements are expected from this project. The first is the development of the LO phonon frequency detection into a brand new method in characterizing the strain of quantum wells under luminescence; The second is the realization of a breakthrough in understanding the luminescence mechanism of InGaN quantum wells through systematic research on the influence factor of the exciton localization and its effect on the device performance. Based on these achievements, the optimization of the structure and growth parameters of the quantum wells could be realized.
InGaN/GaN多量子阱是高亮度蓝光和绿光LED的有源区,应变和局域态是量子阱的两大特性,对器件性能有决定性的影响。目前研究难以表征量子阱发光时的应变,声子与激子的耦合包含量子阱发光时应变与激子局域化信息。本项目拟着眼于量子阱低温电致发光谱的声子伴线,根据纵光学声子频率和耦合强度研究量子阱发光时的应变和局域态。内容包括:(1)不同电流密度下发光阱应变变化及机理;(2)量子阱生长方法和阱垒结构影响激子局域化程度和器件性能的机理。本项目有望:第一,将GaN基LED中声子与激子耦合频率的探测发展为对量子阱发光时应变进行表征的一种全新手段;第二,通过系统研究激子局域化影响因素以及对器件性能的影响机理,在InGaN量子阱发光机理的认识上实现新的突破,并在此基础上改进量子阱结构与优化生长条件,提升器件性能。

结项摘要

InGaN/GaN多量子阱结构广泛应用于蓝色和绿色发光器件中。InGaN量子阱的应变和材料的局域态,对器件性能具有重要影响。本项目研究用量子阱中声子与激子耦合行为,包括一级与零级声子峰的能量间隔(“能量间隔”)以及耦合强度(黄昆因子),研究了载流子在量子阱的局域态中的变化。.1.硅衬底蓝光LED的InGaN/GaN多量子阱中: 100-150 K,能量间隔随电流密度的增加呈先升后降再升的水平“S”型变化。200-300 K,能量间隔在低电流密度下无显著变化,大电流密度下,能量间隔随电流的增大而增大。.2.硅衬底绿光LED的InGaN/GaN多量子阱中。(1)100-150 K,能量间隔随电流密度的增大而先降后升;200-250 K,能量间隔随电流密度的增加呈先升后降再升的水平“S”型变化。(2)100-150 K,黄昆因子随电流密度的增大而先升后降。200-250 K,黄昆因子随电流增加而先降后升再降。.3.硅衬底黄光LED的InGaN/GaN多量子阱中。(1) 能量间隔随电流密度的增加而先降后升,在初始减少段,随着温度的上升,能量间隔随电流增加而降低的幅度逐渐增加,能量间隔由降变升的拐点所对应的电流密度逐渐增大。(2)黄昆因子与能量间隔呈反相变化。黄昆因子随电流密度的增加而先增后减,在初始增加段,增加的幅度随温度的升高而增加,且随温度的升高,黄昆因子随电流密度的增加由降转升的电流密度增大。.随着波长从蓝光到绿光再到黄光,In组分增加,能量间隔先增后减,黄昆因子则呈现单调增大的趋势。.能量间隔和黄昆因子的上述变化,本项目将其归结为不同温度和电流密度下,载流子在量子阱的局域态中的不同分布造成。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Effects of the number of wells on the performance of green InGaN/GaN LEDs with V-shape pits grown on Si substrates
阱数量对硅衬底上V型凹坑绿光InGaN/GaN LED性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.spmi.2017.12.012
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Superlattices and Microstructures
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Qingfeng Wu;Jianli Zhang;Chunlan Mo;Xiaolan Wang;Zhijue Quan;Xiaoming Wu;Shuan Pan;Guangxu Wang;Junlin Liu;Fengyi Jiang
  • 通讯作者:
    Fengyi Jiang
氮化镓基绿光LED中V坑对空穴电流分布的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许毅;吴庆丰;周圣军;潘拴;吴小明;张建立;全知觉
  • 通讯作者:
    全知觉
Detailed surface analysis of V-defects in GaN films on patterned silicon(111) substrates by metal-organic chemical vapour deposition
通过金属有机化学气相沉积对图案化硅 (111) 衬底上的 GaN 薄膜中的 V 缺陷进行详细的表面分析
  • DOI:
    10.1107/s1600576719005521
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Applied Crystallography
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Gao Jiang Dong;Zhang Jian Li;Zhu Xin;Wu Xiao Ming;Mo Chun Lan;Pan Shuan;Liu Jun Lin;Jiang Feng Yi
  • 通讯作者:
    Jiang Feng Yi
Carrier Dynamics Determined by Carrier-Phonon Coupling in InGaN/GaN Multiple Quantum Well Blue Light Emitting Diodes
InGaN/GaN 多量子阱蓝光发射二极管中的载流子-声子耦合确定的载流子动力学
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/36/2/028501
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Cao Sheng;Wu Xiao Ming;Liu Jun Lin;Jiang Feng Yi
  • 通讯作者:
    Jiang Feng Yi
Realization of Highly Efficient InGaN Green LEDs with Sandwich-like Multiple Quantum Well Structure: Role of Enhanced Interwell Carrier Transport
具有三明治式多量子阱结构的高效 InGaN 绿色 LED 的实现:增强的井间载流子传输的作用
  • DOI:
    10.1021/acsphotonics.8b01040
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    ACS PHOTONICS
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Lv, Quanjiang;Liu, Junlin;Jiang, Fengyi
  • 通讯作者:
    Jiang, Fengyi

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其他文献

基于田口方法柔性铰链应力对设计参数的灵敏度分析
  • DOI:
    10.16579/j.issn.1001.9669.2016.02.009
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    机械强度
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    伍建军;谢周伟;黄裕林;吴小明
  • 通讯作者:
    吴小明
改进威布尔分布的矿冶零部件可靠性寿命预测研究
  • DOI:
    10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0318
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    机械科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    伍建军;吴小明;谢周伟;黄裕林;吴佳伟
  • 通讯作者:
    吴佳伟
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    第四军医大学学报,2005;,26(6):562-564
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申广浩;罗二平;路丽华;吴小明
  • 通讯作者:
    吴小明
p型层结构与掺杂对GaInN发光二极管正向电压温度特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    毛清华;刘军林;全知觉;吴小明;张萌;江风益
  • 通讯作者:
    江风益
垒温对硅衬底GaN基蓝光LED发光效率的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高江东;刘军林;徐龙权;王光绪;丁杰;陶喜霞;张建立;潘拴;吴小明;莫春兰;王小兰;全知觉;郑畅达;方芳;江风益
  • 通讯作者:
    江风益

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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