近日，由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會(huì)展中心召開。

期間，由華燦光電股份有限公司、佛山市國(guó)星光電股份有限公司、北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司共同協(xié)辦的“Mini/Micro-LED新型顯示技術(shù)”分會(huì)上，北京大學(xué)教授陳志忠做了題為“Micro-LED大注入條件下的多體效應(yīng)研究”的主題報(bào)告，分享了最新成果。

微米發(fā)光二極管(Micro-LEDs) 用于可見光通信（VLC）或者高亮度微顯示中，經(jīng)常在大注入條件下工作。基于單粒子近似的半導(dǎo)體能帶理論在LED有源區(qū)載流子濃度高于1019 cm-3 將不再有效。Y研究對(duì)于大于100 kA/cm2超大注入水平的micro-LED考慮了多體效應(yīng)，包括能帶重整化(BGR)，庫(kù)倫增強(qiáng)（CE）以及載流子碰撞效應(yīng)等。

研究對(duì)20微米直徑的micro-LED進(jìn)行了不同電流下的電致發(fā)光（EL）光譜的測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著電流密度從50 kA/cm2增加至360 kA/cm2，EL譜峰值波長(zhǎng)紅移，光譜寬度增加。同時(shí)在大于100 kA/cm2的電流密度下，觀察到外量子效率（EQE）的反常增加。

通過(guò)Crosslight公司的APSYS軟件包進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)EL譜峰值波長(zhǎng)紅移與BGR效應(yīng)以及結(jié)溫增加有關(guān)，載流子碰撞展寬基本主導(dǎo)了大注入下的光譜展寬，載流子碰撞還減少了發(fā)光效率。而CE則導(dǎo)致了d(logL)/d(logI)曲線的反常，引起EQE隨注入電流增加而反常增加，同時(shí)還導(dǎo)致較為復(fù)雜的EL峰值波長(zhǎng)的變化。

除了多體效應(yīng)，研究還討論了相空間填充，極化屏蔽以及密度激活的缺陷復(fù)合（DADR）。也討論了APSYS軟件處理多體效應(yīng)問(wèn)題的限制，并對(duì)大注入工作的micro-LED進(jìn)行了應(yīng)用方面的預(yù)測(cè)。
 

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