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Enregistrement W2320256905 · doi:10.1149/ma2016-01/24/1230

(Invited) Electrically Pumped Lasers and Light Emitting Diodes in the Ultraviolet-C Band with AlGaN Nanowires

2016· article· en· W2320256905 sur OpenAlexaff
Zetian Mi, Songrui Zhao

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueGaN-based semiconductor devices and materials
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMaterials scienceOptoelectronicsLight-emitting diodeNanowireWurtzite crystal structureLaserMolecular beam epitaxyGallium nitrideDiodeLayer (electronics)OpticsEpitaxyNanotechnology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Ultraviolet (UV) light sources, including light emitting diodes (LEDs) and lasers, with emission wavelengths less than 280 nm (UV-C band) are critically important for a wide range of applications including water purification, disinfection, data storage, medical diagnosis, and bio/chemical sensing. To date, the development of such light sources with aluminum gallium nitride (AlGaN) has been severely limited by the presence of large dislocation densities and the extremely inefficient p-type doping. In addition, the intrinsic TM light polarization of Al-rich AlGaN prohibits the light extraction from conventional c-plane wurtzite structures. In this context, we have investigated the molecular beam epitaxial (MBE) growth and characterization of nearly defect-free AlGaN nanowires on Si. We have demonstrated, for the first time, electrically injected lasers in the UV-C band, which exhibit a threshold current density of 0.2 kA/cm 2 . By exploiting the efficient light scattering among nanowire arrays, we have also demonstrated high efficiency AlN nanowire LEDs with emission wavelength ~ 207 nm. In this experiment, the AlGaN nanowires were spontaneously formed on Si substrate by radio-frequency plasma-assisted MBE without using any foreign metal catalyst. The laser device structure consisted of n-GaN contact layer, n-AlGaN cladding layer, AlGaN active region, p-AlGaN cladding layer, and p-GaN contact layer. The optical cavity was formed by the Anderson localization of light, due to the recurrent multiple scattering of photons in random nanowire arrays. The fabrication process involved standard optical lithography and contact metallization techniques. The lasers operated under continuous wave (CW) biasing conditions. The electroluminescence emission was collected from the device top surface by a CCD camera coupled to a high-resolution spectrometer. A lasing peak around 262 nm was clearly measured at 77 K, with a threshold current density of 0.2 kA/cm 2 . This is the first demonstration of electrically injected semiconductor lasers in the deep UV wavelength range. Detailed studies further showed that the self-organized AlGaN nanowires exhibited extensive atomic scale compositional modulation. The extremely low threshold current is directly related to the three-dimensional quantum confinement of charge carriers by the quantum dot/dash-like nanostructures in nearly defect-free AlGaN nanowires. We have further investigated deep UV LEDs based on self-organized AlGaN nanowires. In this study, the device structure consisted of n-GaN contact layer, n-Al(Ga)N, i-Al(Ga)N, p-Al(Ga)N, and p-(Al)GaN contact layers. Strong electroluminescence at 207 nm was measured at room-temperature from LEDs fabricated with AlN. Furthermore, detailed angle dependent electroluminescence studies indicated that the dominant light emission direction was from the c-axially grown nanowire top surface, due to the efficient light scattering amongst nanowires, in spite of TM light polarization in AlN. Moreover, an electrical efficiency of > 85% was realized from such AlN nanowire LEDs, which can be largely ascribed to the hole hopping conduction in the impurity band hopping. In addition, our detailed studies further indicated that the performance of AlN nanowire LEDs was largely limited by electron overflow.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,414

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,215
Écart entre enseignants0,207 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
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