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 десятилетия стали исследования гетероструктур полупроводниковых соединений со сверхтонкими слоями, в которых существенны эффекты размерного квантования и туннельные эффекты. Исследования люминесценции дают научную основу разработок приборов оптоэлектроники - светодиодов, лазеров, фотоприемников. В свою очередь, исследования электрических свойств, спектров люминесценции и эффективности светодиодов открывают перспективы революции в светотехнике - замены ламп накаливания полупроводниковыми источниками освещения.

В лаборатории проф. А.Э. Юновича исследуются спектры люминесценции и электрические свойства гетероструктур на основе нитрида галлия и его твердых растворов - соединений типа A^IIIB^V с гексагональной кристаллической решеткой. Эффективное излучение структур типа In_xGa_1-xN/Al_yGa_1-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 отечественных и зарубежных лабораториях. 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:

Александр Эммануилович Юнович

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 A^IIIB^V. 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