Люминесценция гетероструктур с квантовыми ямами. Светодиоды
Излучательная рекомбинация (люминесценция) в полупроводниках при различных
способах возбуждения - электрическим током, электронным пучком или светом -
одно из наиболее интересных оптических явлений, которое дает фундаментальные
сведения об энергетическом спектре полупроводниковых кристаллов. Особенно
важными в последние два десятилетия стали исследования гетероструктур
полупроводниковых соединений со сверхтонкими слоями, в которых существенны
эффекты размерного квантования и туннельные эффекты. Анализ экспериментально
наблюдаемых эффектов требует привлечения моделей, использующих тонкие методы
квантовой теории твердых тел.
Исследования люминесценции дают научную основу разработок приборов
оптоэлектроники - светодиодов, лазеров, фотоприемников. В свою очередь,
исследования электрических свойств, спектров люминесценции и эффективности
светодиодов в последние годы открывают перспективы революции в светотехнике -
замены ламп накаливания полупроводниковыми источниками освещения.
В нашей лаборатории мы исследуем спектры люминесценции и электрические
свойства гетероструктур на основе нитрида галлия
и его твердых растворов - соединений типа AIIIBV с
гексагональной кристаллической решеткой. Эффективное излучение структур типа
InxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN
соответствует фиолетовой, голубой и чисто зеленой части видимого спектра.
Эти структуры особенно важны для разработок ярких светодиодов.
Экспериментальные исследования ведутся на образцах гетероструктур и
светодиодов, выращенных эпитаксиальными методами в различных лабораториях -
отечественных и зарубежных. Результаты дополняются исследованиями
локальной катодолюминесценции в растровом электронном микроскопе, которые
проводятся совместно с группами кафедры физической электроники. Спектры и
эффективность люминесценции оказываются существенно зависящими от флуктуаций
потенциала, обусловленных флуктуациями состава твердых растворов, размеров
квантовых ям, деформаций на гетерограницах и обусловленных ими
пьезоэлектрических полей.
Состав группы:
Публикации по теме:
- А.Э. Юнович. Ключ к синему лучу или о светодиодах и лазерах, голубых и
зеленых. Химия и Жизнь, N 5-6, с. 46-48 (1999).
- В.Е. Кудряшов, С.С. Мамакин, А.Э. Юнович. Влияние сапфировой подложки
на спектры излучения светодиодов из фосфида галлия. Письма в ЖТФ,
т. 25, в. 13, с. 68-69 (1999).
- С.К. Обыден, Г.В. Сапарин, П.Г. Иванников, М.В. Чукичев, А.Н. Туркин,
А.Э. Юнович, M. Leroux, S. Dalmasso, B. Beaumont, P. De Mierry. Исследование
дефектов в гетероструктурах InGaN/AlGaN/GaN методами катодолюминесценции и
растровой электронной микроскопии. Известия ВУЗов, сер. Материалы
электронной техники, N 4, с. 55-59 (2000).
- В.Е. Кудряшов, С.С. Мамакин, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович, А.Н. Ковалев,
Ф.И. Маняхин.
Спектры и квантовый излучения светодиодов
на основе гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с множественными квантовыми ямами --
зависимость от тока и напряжения. Физ. и техн. полупроводн.,
т. 35, в. 7, с. 861-868 (2001).
- А.Э. Юнович. Свет из гетеропереходов. Природа, N 6, с. 38-46 (2001).
- В.С. Абрамов, Д.Р. Агафонов, И.В. Рыжиков, Н.П. Сощин, А.В. Шишов,
Н.В. Щербаков, А.Э. Юнович. Белые светодиоды. Светодиоды и лазеры,
в. 1-2, с. 25-29 (2002).
- А.Э. Юнович. Светодиоды как основа освещения будущего. Светотехника,
N 3, с. 2-6 (2003).
- А.Э. Юнович. Светит больше, греет
меньше. Экология и жизнь, N 4(33), с. 62-65 (2003).
- С.С. Мамакин, А.Э. Юнович, А.Б. Ваттана, Ф.И. Маняхин. Электрические
свойства и спектры люминесценции светодиодов на основе гетеропереходов
InGaN/GaN с модулированно-легированными квантовыми ямами. ФТП, т. 37,
в. 9, с. 1131-1137 (2003).
- В.Е. Кудряшов, А.Э. Юнович. Туннельная излучательная рекомбинация в
p-n-гетероструктурах на основе нитрида галлия и других соединений типа
AIIIBV. ЖЭТФ, т. 124, в. 4(10), с. 1-6 (2003).
- K.G. Zolina, V.E. Kudryashov, A.N. Turkin, A.E. Yunovich, S. Nakamura.
Luminescence Spectra of Superbright
Blue and Green InGaN/AlGaN/GaN Light Emitting Diodes. MRS Internet
J. Nitride Semicond. Res., v. 1, N 11 (1996).
- A.E. Yunovich, V.E. Kudryashov, S.S. Mat. Res. Soc. Symp. Proc.
v. 449, p. 1167-1172 (1997).
- S.S. Mamakin, A.N. Turkin, A.N. Kovalev, F.I. Manyakhin. Spectra and
quantum efficiency of light-emitting diodes based on GaN heterostructures
with quantum wells. Phys. Stat. Sol. (a), v. 176, N 1, p. 125-130
(1999).
- V. Schwegler, S.S. Schad, C. Kirchner, M. Seybouth, M. Kamp, K.J. Ebeling,
V.E. Kudryashov, A.N. Turkin, A.E. Yunovich, U. Stempele, A. Link,
W. Limmler, R. Sauer. Ohmic heating of LEDs during operation: determination
of the junction temperature and its influence on device performance.
Phys. Stat. Sol. (a), v. 176, N 1, p. 783-786 (1999).
- A.E. Yunovich, V.E. Kudryashov, S.S. Mamakin, A.N. Turkin, A.N. Kovalev,
F.I. Manyakhin. Dependenсe
of aging on the inhomogeneties in InGaN/AlGaN/GaN light-emitting
diodes. MRS Internet J. Nitride Semicond. Res., v. 5S1, N W11.25
(2000).
- S.K. Obyden, G.V. Saparin, P.G. Ivannikov, A.E. Yunovich, M. Leroux,
S. Dalmasso, B. Beaumount. Application of composite contrast SEM-Mode to
the study of defects in InGaN/AlGaN/GaN heterostructures. Scanning,
v. 22, N 2, p. 126-127 (2000).
- A.E. Yunovich, V.E. Kudryashov. Energy Diagram and Recombination
Mechanisms in Heterostructures InGaN/AlGaN/GaN with Quantum Wells.
Physica Status Solidi (b), v. 228, N 1, p. 141-145 (2001).
- A.E. Yunovich, S.S. Mamakin, F.I. Manyakhin, A.B. Wattana, N. Gardner,
W. Goetz, M. Misra, S. Stockman. Electrical Properties and Luminescence
Spectra of Light-Emitting Diodes with Modulated Doped InGaN/GaN Quantum
Wells. Mat. Res. Soc. Symp. Proc., v. 711, K2.4, p. 71-75 (2002).
- A.E. Yunovich, V.E. Kudryashov, A.N. Turkin, M. Leroux, S. Dalmasso.
Tunnel effects in liminescence spectra of GaN-based heterostructures.
MRS Symp. Proc., v. 743, L11.4, p. 647-652 (2003).
- A.E. Yunovich. Light Emitting Diodes as the Base of Illumination in
the Future. Light & Engineering, v. 11, p. 5-12 (2003).
- Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, Н.П. Сощин, С.С. Широков, А.Э. Юнович.
Спектры электролюминесценции ультрафиолетовых светодиодов на основе
p-n-гетероструктур типа InGaN/AlGaN/GaN, покрытых люминофорами. ФТП,
т. 41, в. 9, с. 1143-1148 (2007).
- Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, И.Т. Рассохин, Н.П. Сощин, А.Г. Полищук,
А.Э. Юнович. Мощные светодиоды белого свечения со световым потоком до 450 лм
и световой отдачей до 105 лм/Вт. Светотехника, в. 2, с. 26-28 (2007).
- Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, А.Г. Полищук, И.Т. Рассохин, Н.П. Сощин,
А.Э. Юнович. Мощные белые светодиоды с улучшенными параметрами. Светотехника,
в. 4. с. 69 (2007).
- М.Л. Бадгутдинов, Э.М. Гутцайт, Л.М. Коган, Ф.А. Лукьянов, А.Э. Юнович.
Исследования цветовых параметров светодиодов. Светотехника, в. 5, с. 46-47
(2007).
- М.Л. Бадгутдинов, А.Э. Юнович. Спектры излучения гетероструктур с
квантовыми ямами типа InGaN/AlGaN/GaN: модель двумерной комбинированной
плотности состояний. ФТП, т. 42, в. 4, с. 438-446 (2008).
Институты и группы, с которыми проводились и проводятся совместные научные
исследования:
- ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН (С.-Петербург), лаборатория академика Ж.И. Алферова,
группа А.С. Усикова.
- МИСИС (Москва), группы А.Н. Ковалева и Ф.И. Маняхина.
- Nichia Chemical Co., Japan, Dr. Shuji Nakamura.
- Toyoda Gosei Co., Japan, Dr. Masayoshi Koike.
- Hewlett-Packard Labs., USA, Dr. Paul Martin.
- Ulm-Universitaet, Germany, Dr. Markus Kamp.
- Centre de Recherche sur l'Hetero-Epitaxie et ses Application, France,
Dr. Mathieux Leroux.
- LumiLeds Co. Labs., USA, Dr. Steve Stockman.
Фирмы, для которых выполняются прикладные исследования:
- Корвет-Лайтс, Москва
- ЮниСаф, Зеленоград
- Оптэл, Москва
Интересные ссылки в интернет:
Другие направления научной работы на кафедре
На основную страницу