UCSB的概念插圖： GaN的晶格缺陷

 

　　Chris Van de Walle率領研究團隊開展此項工作。他說，如果LED材料存在這種缺陷，利用技術可以發(fā)現這種缺陷。這些技術可以用來提高材料的質量。不是所有創(chuàng)造出來的LED都是一樣的。事實上，很難制造出性能和特性一模一樣的LED。效率是LED最重要的特征。在原子層面上，LED的性能很大程度上依賴于半導體材料的質量。

 

　　Van de Walle 說：“在LED中，從一個側面注入電子，從另一個側面注入電洞。”他們穿過半導體的晶格--基于氮化鎵的白色LED材料。然后，電子和電洞（電子缺失）會使二極管發(fā)光。當電子遇到電洞時，它就轉變?yōu)榈湍軕B(tài)，釋放光子。

 

　　有時，雖然電荷載體相遇，但不發(fā)光，產生所謂的肖克利讀霍爾（SRH）重組。據研究人員介紹，在相遇但不發(fā)光的晶格中捕獲缺陷的電荷載體，就會發(fā)生SRH重組。

 

　　研究人員已證實在氧和氫存在的條件下，鎵空位復合缺陷。該研究的第一作者Cyrus Dreyer 說：“這些缺陷以前在氮化物半導體觀察到過，但直到現在，才明白他們產生的有害影響。”

 

　　Van de Walle的合著者Audrius Alkauskas發(fā)展了理論框架，用于計算捕獲電子和電洞的缺陷率。Van de Walle說：“這將我們多年認為的缺陷點與新的理論相結合，實現了突破性研究。”他們設計的方法適用于將自身于其他缺陷區(qū)別開，明確SRH復合發(fā)生的機制。

 

　　他說：“這些鎵空位復合物肯定不是唯一的有害缺陷，現在我們已經找到方法，我們正在積極調查其他潛在缺陷，評估其對非輻射復合的影響。”研究人員詳細地介紹了他們的研究結果將在4月由應用物理快報發(fā)布[ APL 108，141101（2016）]，并在雜志封面附圖。

 

　　這項研究由美國能源部科技辦公室和歐盟瑪麗·斯卡洛多斯卡·居里行動計劃資助。