高出力白色LED(GaN,ZnO系)の劣化を引き起こす増殖性点欠陥の人工的制御

人为控制导致高功率白光 LED（GaN、ZnO 基）劣化的增殖点缺陷

• 批准号: 19760008
• 负责人: 足立 真寛
• 金额: $ 2.34万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19760008/
• 关键词: GaN; ZnO; 照明; 白色LED; 素子劣化; 格子欠陥; 半導体物性

本研究により,結晶に含有される悪性の欠陥を無効化し,LED素子を長寿命化させる手法を提案・実証することに成功した。(1)素子劣化のメカニズムの解明:非発光性欠陥による劣化 電子・正孔の再結合を利用するLED素子の主たる劣化機構は,発光にあずからない遷移,つまり非発光電子・正孔再結合にあることを本研究より明らかとした。非発光性の欠陥を介した遷移により,電子エネルギーは熱エネルギーとして多重フォノンを放出する。すると,その欠陥は自己増殖,もしくは異常拡散を示す。この増殖,拡散といった欠陥反応により,活性層周辺の欠陥濃度が増加するため,光出力は低下する。つまり,LED素子の劣化は,欠陥における非発光電子・正孔再結合により引き起こされていることを見出した。(2)LED素子の長寿命化手法:非発光性欠陥における電子・正孔再結合の人口的制御 素子の長寿命化のために,素子劣化の根本である「欠陥における電子・正孔非発光再結合」を人工的に制御する手法を考案した。欠陥に電子,正孔が捕獲される際には,有限の時間が必要である:その時間は,欠陥固有の物理量であるキャリヤ捕獲断面積と,キャリヤ濃度(駆動電流量)に依存することを本研究より明らかとした。この知見を基に,注目する欠陥が必要とする電子、正孔再結合時間よりも短い時間で素子を駆動することで,その欠陥における電子エネルギーの遷移を生じさせなくする,つまり欠陥を無効化することに成功した。実証例として,GaN系深紫外LED素子を大電流(〜500A/cm^2)で駆動し,本手法を適用したところ,従来の13倍にその半減寿命(初期光出力の半減となる時間)を改善させることができた。

In this study, we found that the results showed that it was not possible to treat the disease successfully, and the proposal to transform the LED into a long-life drug was successful. The main contents of this paper are as follows: (1) the light-emitting diode (LED) is used to analyze the main mechanism of the deterioration of the device. (1) the light-emitting diode is used to improve the quality of the device. (1) the light-emitting diode is used to improve the optical quality of the device. For non-optical properties, the optical system is used to change the temperature, and the electric power system is used to reduce the emission rate of multiple components. If you don't want to reproduce on your own, you will often spread it. The growth rate is low, the activity is low, and the light is low. Due to the deterioration of the LED element, it is necessary to use the direct hole of the optical cell and then combine it with the laser to induce the output of the device. (2) LED longevity method: the non-luminous system is combined with the long-life control system of the population, and the deterioration of the element is fundamentally important. "the correct hole of the generator is recombined with light," and the manual control method is proved. Due to the lack of electricity, the positive hole is used to catch the necessary information in the limited time: the time is short, the inherent physical quantity is high, the temperature is high, and the temperature (electric current) is dependent on the temperature. In this study, it is clear that this study is sensitive. We should be aware of the basic knowledge, and pay attention to the failure to pay attention to the need to use the computer, the positive hole, combined with the time cycle, to make a short time response, to do so, and to make sure that we are not responsible for the transfer of electricity, and that we are not responsible for the success of the system. For example, GaN is a deep ultraviolet LED generator for high current (~ 500A/ cm ^ 2). In this method, 13 times the half-life (initial light output half-cycle time) is used to improve the temperature response.

项目成果

New method to control defect reaction induced by electron-hole recombination for long-living widegap light-emitting devices

控制长寿命宽禁带发光器件电子空穴复合引起的缺陷反应的新方法

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Materials Science: Materials in Electronics in press
• 作者: M. Adachi;Y. Hashimoto;K. Kanzaki;S. Ohashi;Y. Morita;T. Abe;H. Kasada;K. Ando;M. Tajima
• 通讯作者: M. Tajima

High sensitive ultraviolet photodiodes of ZnSSe n^+-i-p structure on p+-CraAs with extremelythin n^+-window layer grown by MBE

MBE法生长p-CraAs上极薄n^-窗口层的ZnSSe n^-i-p结构高灵敏紫外光电二极管

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of the Korean Physical Society in press
• 作者: K. Miki;T. Abe;Y. Oshita;D. Katada;K. Nobe;M. Nomura;M. Adachi;H. Kasada;KAndo
• 通讯作者: KAndo

電子装置及び電子装置の発光制御方法

电子装置及电子装置的发光控制方法

• 发表时间: 2008

"Demonstration of Practical Blue Waveguide Stark-Effect Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells"

“ZnSe/ZnMgSSe 非对称耦合量子阱的实用蓝色波导斯塔克效应调制器演示”

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Korean Phys. Society 53
• 作者: T. Abe;N. Yamane;T. Nishiguchi;H. Kozeni;T. Yoshida;M. Adachi;H. Kasada and K. Ando
• 通讯作者: H. Kasada and K. Ando