Core-Shell Nanorods as Ultraviolet Light-Emitting Diodes.
Core-Shell Nanorods as Ultraviolet Light-Emitting Diodes.
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DOI：
10.1021/acs.nanolett.2c04826
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发表时间：
2023-02-22
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Martin, Robert W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cameron, Douglas;Coulon, Pierre-Marie;Fairclough, Simon;Kusch, Gunnar;Edwards, Paul R.;Susilo, Norman;Wernicke, Tim;Kneissl, Michael;Oliver, Rachel A.;Shields, Philip A.;Martin, Robert W.
现有的障碍，有效的深紫外（UV）发光二极管（LED）可以减少或克服从传统的平面生长和走向三维纳米结构。纳米棒具有增强掺杂、降低位错密度、提高光提取效率以及不受量子限制斯塔克效应影响的量子威尔斯的潜力。在这里，我们展示了一种混合自上而下/自下而上的方法来创建高度均匀的AlGaN核壳纳米棒上的蓝宝石可重复的晶圆级。我们的无GaN设计避免了量子阱发射的自吸收，同时保留了电功能。通过掺杂的n型核心和p型帽形成的有效结进行了研究，使用纳米探测实验，在那里我们发现低导通电压，强整流行为和显着的电子束感应电流。时间分辨阴极发光测量发现短载流子liftetimes减少极化场一致。我们的研究结果表明，纳米结构是一个很有前途的路线，深紫外线发射LED，可使用商业上兼容的方法。
Existing barriers to efficient deep ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs) may be reduced or overcome by moving away from conventional planar growth and toward three-dimensional nanostructuring. Nanorods have the potential for enhanced doping, reduced dislocation densities, improved light extraction efficiency, and quantum wells free from the quantum-confined Stark effect. Here, we demonstrate a hybrid top-down/bottom-up approach to creating highly uniform AlGaN core–shell nanorods on sapphire repeatable on wafer scales. Our GaN-free design avoids self-absorption of the quantum well emission while preserving electrical functionality. The effective junctions formed by doping of both the n-type cores and p-type caps were studied using nanoprobing experiments, where we find low turn-on voltages, strongly rectifying behaviors and significant electron-beam-induced currents. Time-resolved cathodoluminescence measurements find short carrier liftetimes consistent with reduced polarization fields. Our results show nanostructuring to be a promising route to deep-UV-emitting LEDs, achievable using commercially compatible methods.
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