Enhanced light collection from a gallium nitride color center using a near index-matched solid immersion lens
在宽带隙化合物半导体中，氮化镓是最广泛可用的材料，这是由于其在固态照明和高速/大功率电子工业中的流行。现在已知GAN是少数几种在室温下发射量子光的色心材料之一。在本文中，我们报道了一个明亮的色心在半极性氮化镓衬底，在室温下发射近红外。我们表明，半球形的固体浸没透镜，近折射率匹配的半导体，可以用来提高光子收集效率的一个因素的$4.3\pm0.1$，同时提高横向分辨率的一个因素等于透镜的折射率。
2022-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Optimization of nonhomogeneous indium-gallium-nitride Schottky-barrier thin-film solar cells
建立了一个二维模型来模拟InGaN薄膜肖特基势垒太阳电池的光电特性。太阳能电池包括一个窗口，设计用于减少入射光的反射，肖特基势垒和欧姆前电极，n掺杂InGaN晶片，和金属周期性波纹背反射器（PCBR）。晶片中铟与镓的比率在太阳能电池的吸收层的整个厚度上周期性地变化。因此，所得到的InGaN晶片的光学和电学性质周期性地变化。这种材料的不均匀性可以通过在沉积期间改变铟和镓的分数组成来物理地实现。氮化铟和氮化镓的经验模型相结合，使用Vegard定律，以确定合金的光学和电学本构特性。InGaN的电特性的不均匀性有助于激发的电子-空穴对的分离，而光学特性的周期性和背反射器使入射光能够耦合到多个导波模式。使用严格耦合波方法计算了当太阳能电池被AM 1.5G光谱照射时所得电荷载流子产生速率的分布。使用COMSOL求解稳态漂移扩散方程，COMSOL采用有限体积法，以计算作为电压的函数的电流密度。中带Shockley-Read-Hall、Auger和辐射复合率被认为是主要的复合方法。该模型被用来研究的太阳能电池的几何形状和周期性材料的非均匀性对效率的影响。采用差分进化算法对太阳能电池效率进行优化。
2018-09-13 physics.app-ph physics.optics
Different reverse leakage current transport mechanismsof planar Schottky barrier diodes(SBDs) on Sapphire and GaN Substrate
该研究通过温度依赖电流-电压特性分析，实验探究了蓝宝石与GaN两种不同衬底对氮化镓平面肖特基势垒二极管关态漏电流的影响机制。
2023-07-25 physics.app-ph
Integrated Gallium Nitride Nonlinear Photonics
氮化镓（GAN）作为一种宽带隙材料，在固态照明中得到了广泛的应用。由于其高非线性和高折射率对比度，绝缘体上氮化镓（GaNOI）也是一个有前途的平台，为非线性光学应用。尽管GaN具有令人感兴趣的光学特性，但由于GAN波导相对较高的光损耗（2 dB/cm），很少研究GAN的非线性应用。在这封信中，我们报告的GaNOI微谐振器的固有品质因数超过200万，相应的光损耗为0.26 dB/cm。实验测得GAN的参量振荡阈值功率低至8.8mW，在通信波段的非线性系数为n2 = 1.2 × 10 - 18 m2 W-1，与硅相当。采用辅助激光泵浦的方法在GAN中产生单孤子，以减小GAN中的高热折射效应。大的固有非线性折射率，加上其宽带透明窗口和高折射率对比度，使GaNOI成为芯片级非线性应用的最平衡平台。
2020-10-30 physics.app-ph physics.optics
III-Nitride Nanowire Based Light Emitting Diodes on Carbon Paper
这篇文章介绍了使用柔性碳衬底的III族氮化物纳米线发光体的生长。在碳纸衬底上生长了一种密集堆积的氮化镓纳米线。纳米线主要沿a面方向生长，垂直于碳纸的局部表面。从InGaN量子阱发光二极管纳米线中观察到强的光致发光和电致发光。
2020-09-02 physics.app-ph physics.optics
BAlN for III-nitride UV light emitting diodes: undoped electron blocking layer
研究了用未掺杂的BAlN电子阻挡层（EBL）代替传统的AlGaN EBL用于发光二极管（LED）中。不同掺杂的EBL对LED的输出特性的影响的数值研究表明，LED的性能表现出严重的依赖于p掺杂水平的情况下的AlGaN EBL，而它表现出较少的依赖于p掺杂水平的BAlN EBL。因此，我们提出了一种用于LED的未掺杂BAlN EBL，以避免p掺杂问题，这是AlGaN EBL的主要技术挑战。在没有掺杂的情况下，与具有高掺杂的AlGaN EBL相比，所提出的BAlN EBL结构在阻挡电子和改善空穴注入方面仍然具有优异的能力。该研究为解决紫外发光二极管结构设计中的电子泄漏和空穴注入不足问题提供了一条可行的途径。
2020-05-02 physics.app-ph
Effects of microstructure and growth conditions on quantum emitters in Gallium Nitride
氮化镓（GAN）中的单光子发射体作为有吸引力的量子系统而受到关注，这是由于用于主体材料的生长和纳米加工的成熟技术，以及其显著的化学稳定性和光电特性。我们通过系统分析不同生长条件下产生的各种样品来研究GAN中此类单光子发射体的性质。我们探讨了GAN中的本征结构缺陷（位错和堆垛层错）、掺杂和晶体取向对量子发射体形成的影响。我们调查的位置之间的关系的发射器（通过光谱和光致发光测量确定）和位置的线程位错（特征在于通过原子力显微镜和阴极发光）。我们发现，量子发射器不相关的堆垛层错或位错，相反，它们更有可能起源于点缺陷或杂质的密度调制的本地扩展的缺陷密度。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Low-loss GHz frequency phononic integrated circuits in Gallium Nitride for compact radio-frequency acoustic wave devices
该研究验证了碳化硅上氮化镓的低损耗声学特性，制备出高fQ乘积的微环谐振器与长延迟螺旋延迟线，为芯片级射频信号处理的声电相互作用研究开辟了新方向。
2023-05-26 physics.app-ph physics.optics
Nickel Foam as a Substrate for III-nitride Nanowire Growth
本文介绍了使用柔性金属泡沫基板的III族氮化物纳米线发光体的生长，以解决薄膜发光二极管的固有局限性，以及传统基板的制造和应用问题。在泡沫镍衬底上生长了一种密集堆积的氮化镓纳米线。纳米线主要沿a面方向生长，垂直于泡沫镍的局部表面。从未掺杂的GAN和InGaN量子阱发光二极管纳米线观察到强发光。
2020-09-02 physics.app-ph
Femtosecond laser-written nano-ablations containing bright antibunched emitters on gallium nitride
本研究利用飞秒激光写入和快速热退火在氮化镓上制造出含明亮反聚束发射体的纳米烧蚀结构，实现了室温下兆赫兹反聚束发射，为确定性创建量子发射体提供了新途径。
2025-06-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Analytical Modeling and Design of Gallium Oxide Schottky Barrier Diodes Beyond Unipolar Figure of Merit Using High-k Dielectric Superjunction Structures
本工作提出了β-Ga 2 O3肖特基势垒二极管的设计，使用高k电介质超结，以显着提高击穿电压与导通电阻的权衡超过其已经很高的单极品质因数。利用TCAD模拟和解析建模，采用保角映射技术优化器件参数。介质超结结构被发现是高度敏感的器件尺寸和绝缘体的介电常数。的纵横比，这是漂移区的长度与宽度的比率，被发现是在设计的结构中的最重要的参数，所提出的方法只适用于纵横比远大于一。介电层的宽度和介电常数在改善器件性能方面也起着至关重要的作用，并且被优化以实现最大的品质因数。使用优化的结构与纵横比为10和介电常数为300，该结构预计将超过b-Ga 2 O3单极品质因数的四倍，表明这种结构的特殊FOM垂直电力电子的承诺。
2020-08-01 cs.SY eess.SY physics.app-ph
First-principles computation of boron-nitride-based ultrathin UV-C light emitting diodes
短波长紫外线（UV-C）可以使任何细菌的DNA失活，包括多重耐药细菌和病毒，如COVID-19。基于二维（2D）材料的UV-C发光二极管可以潜在地集成到任意表面中以允许无阴影的表面消毒。在这项工作中，我们进行了一系列的第一性原理计算，以确定基于六方氮化硼（hBN）的发光二极管的核心组件。电子和空穴被预测限制在多量子阱（MQW）通过结合hBN层与不同的堆叠顺序。各种p-和n-掺杂的候选人hBN进行评估，并确定了相对的p-和n-型金属接触与低肖特基势垒高度。研究结果总结在一个具体的UV-C LED结构的建议。
2020-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth, characterization, and thermodynamics of III-nitride semiconductors
III族氮化物合金是宽带隙半导体，在诸如发光二极管和激光二极管的光电子器件中具有广泛的应用。铟氮化镓发光二极管在过去的十年中已经成功地生产出来。但是由于铟在合金中的引入，主要是由于相分离，限制了绿色发光器件的发展。这个困难可以通过研究这些合金的生长和热力学来解决。热力学相稳定性和压力-温度-成分相图的知识对于理解各种生长技术的边界条件是重要的。本文采用三元合金体系的规则溶液模型对氮化铟氮化镓的相分离进行了研究。吉布斯混合自由能的图表产生的温度范围内。双节线和旋节线分解曲线显示了合金在平衡状态下的稳定区和不稳定区。
2022-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Design and Simulation of a III-Nitride Light Emitting Transistor
本文设计并仿真了单片集成三端栅控III族氮化物LED器件，分析沟道参数对压降和开关电荷的影响，证明该结构可实现低压降并将开关电荷降低一个数量级。
2024-04-07 physics.app-ph
Diode-like Selective Enhancement of Carrier Transport through Metal-Semiconductor Interface Decorated by Monolayer Boron Nitride
二维（2D）半导体是下一代纳米电子学有前途的候选材料。然而，存在与其金属-半导体（MS）接触相关的基本挑战，这限制了实际器件应用的性能潜力。在这项工作中，我们利用二维单层六方氮化硼（h-BN）作为装饰层，形成金属-绝缘体-半导体（MIS）接触，并证明了一种新的二极管样的选择性增强载流子输运通过它。与传统的MS接触相比，由电子发射和量子隧穿共同主导的MIS接触可以显著降低接触电阻并提高电子输运从半导体到金属，但对相反的电子输运的影响可以忽略。我们还研究了负势垒高度的概念，载流子收集势垒，并显示其在漏端的关键作用，以确定整体晶体管的性能。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Precise, Sub-Nanosecond, and High-Voltage Switching of Complex Loads Enabled by Gallium Nitride Electronics
本文提出基于商用GaNFET的紧凑高压脉冲发生器，可在无阻抗匹配下对复杂分布式负载实现亚纳秒、百伏级精确开关，并通过实验与仿真验证其低功耗、可集成和广泛适用性。
2021-02-05 physics.app-ph physics.ins-det
Buffer-less Gallium Nitride High Electron Mobility Heterostructures on Silicon
University of Cambridge（剑桥大学）；Swansea University（斯旺西大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
无缓冲层的氮化镓异质结构在硅基上直接生长，实现了低热阻和高迁移率的二维电子气，为高性能HEMTs提供了新方案。
2024-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of the injection-dependent emission blueshift and linewidth broadening of III-nitride light-emitting diodes
本研究通过第一性原理多尺度建模，揭示了III族氮化物LED依赖注入的发射蓝移与线宽展宽的起源，阐明了载流子动力学与光谱特性的关联，并提出了优化设计方向以改善色纯度。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Hybrid integrated laser at visible wavelengths using aluminum nitride photonic integrated circuit
本研究首次实现以氮化铝为波导材料的混合外腔二极管激光器，制备了近红外与红光两款器件，分别测得对应功率、线宽、光谱覆盖及边模抑制比等性能参数。
2024-08-13 physics.app-ph physics.optics
Zinc Sulphide Overlayer Two-Dimensional Photonic Crystal for Enhanced Extraction of Light from a Micro Cavity Light-Emitting Diode
在一维（1D）III族氮化物微腔发光二极管（LED）的表面上沉积二维（2D）ZnS光子晶体，以混合两种结构（1D+2D）的光提取特征。λ/2的理想微腔光学厚度的沉积对于III族氮化物LED是不切实际的，并且在实际的多模器件中，大部分光作为引导光由于内部折射而损失。因此，LED表面上的2D光子晶体用于折射，并因此将该引导的光重定向出半导体超过几百微米。此外，采用后外延ZnS 2D光子晶体避免了典型的蚀刻到GAN：Mg接触层中，这是一种可能对近表面造成损坏的过程。
2020-09-02 physics.app-ph
Acoustic Phonon-Induced Dephasing in Gallium Nitride Defect-Based Quantum Emitters
该研究通过温度依赖PL光谱和声学声子调制二次Stark效应模型，揭示GaN缺陷量子发射体中声学声子导致的退相机制。
2025-06-15 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Electrically pumped blue laser diodes with nanoporous bottom cladding
我们演示了电泵浦的具有纳米多孔底部包层的III族氮化物边发射激光二极管（LD）。采用等离子体辅助分子束外延生长了LD结构。电化学蚀刻Si浓度为6 X 1019 cm-3的高度掺杂的350 nm厚的GAN：Si包覆层以获得15 +/-3%的孔隙率和20 +/-9nm的孔径。将具有纳米孔底部包层的器件与双折射结构进行了比较。在448.7 nm处获得了斜率效率（SE）为0.2 W/A的脉冲模式操作，而没有蚀刻包层的参考器件在457 nm处激射，SE为0.56 W/A。从理论上模拟了多孔底包层半导体激光器的设计。进行的计算允许选择所需的光学模式限制所需的包层的最佳孔隙率和厚度，并降低了光泄漏到衬底和顶部金属接触的风险。该演示为III族氮化物LD的制造开辟了新的可能性。
2022-01-11 physics.app-ph
Design of a $β$-Ga$_2$O$_3$ Schottky Barrier Diode With p-type III-Nitride Guard Ring for Enhanced Breakdown
本文提出了一种新型的Ga $_2$ O $_3$垂直肖特基二极管的静电分析方法，该二极管具有三种不同的保护环结构，以降低金属边缘的峰值电场。模拟分析了高掺杂p型GAN、p型非极性AlGaN和极化掺杂渐变p-AlGaN作为保护环材料，与Ga $_2$ O $_3$漂移层形成异质结。具有带隙大于Ga $_2$ O $_3$的非极性渐变p-AlGaN的保护环被发现在屏蔽金属边缘处的电场方面表现出最佳性能。建议的保护环配置也进行了比较，与已报道的Ga $_2$ O $_3$肖特基二极管没有保护环和结构与高阻氮掺杂的保护环。优化后的器件击穿电压可达5.3 kV，比导通电阻为3.55 m $Ω$ -cm $^2$，功率品质因数为7.91 GW/cm $^2$ .
2020-06-28 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Monolithic integration of ultraviolet microdisk lasers into photonic circuits in a III-nitride-on-silicon platform
紫外线微盘激光器单片集成到光子电路中，使用硅平台上的III族氮化物，氮化镓（GAN）作为主要波导层。该光路由一个微盘和一个滑轮波导组成，滑轮波导的末端是耦合光栅。在连续波激励下，我们测量的品质因数高达3500。在脉冲激发下观察到从374 nm到399 nm的激光，实现了每脉冲$0.14 ~\text{mJ/cm}^2$的低阈值能量（$35 ~\text{kW/cm}^2$的阈值峰值功率）。对于盘和波导之间的50 nm的小间隙，在出耦合光栅处观察到约200的大峰值背景动态。这些器件在工作波长方面以GAN可以实现的极限工作。
2020-07-28 physics.app-ph
Room-temperature printing of ultrathin Quasi-2D GaN semiconductor via liquid metal gallium surface confined nitridation reaction
氮化镓（GAN）等优秀的宽带隙半导体材料在电力电子、射频放大器和恶劣环境器件中得到了广泛的应用。由于其在实现所需的深紫外发射、激子碰撞和电子输运特征方面的量子限制效应，二维（2D）或准二维GAN半导体已经成为未来微电子器件生长的最显著候选者之一。本文首次报道了一种大面积、宽禁带、室温准二维GAN的合成和印刷策略，通过引入等离子体药物化液态金属镓的表面限制氮化反应机理。开发的直接制造和合成工艺与各种电子制造方法一致，因此为第三代半导体的成本效益增长开辟了一条容易的道路。特别地，依赖于如此制造的GAN的完全印刷的场效应晶体管显示出具有大于105的开/关比、53 cm 2/（V*s）的最大场效应空穴迁移率和小的亚阈值摆幅的p型切换。实验结果表明，本方法可以在室温下制备出厚度从1 nm到纳米的GAN。这一基本方法可以进一步推广和应用于今后各种电子和光电子器件的制造。
2022-04-14 physics.app-ph
Simulation of GaN-Based Light Emitting Diodes Incorporating Composition Fluctuation Effects
III族氮化物发光二极管（LED）广泛用于一系列高效照明和显示应用中，这在过去十年中实现了显著的节能。尽管GAN LED应用广泛，但这些器件中InGaN/GAN异质结构的传输机制尚未得到很好的解释。InGaN/GAN界面处的固定极化片电荷导致大的界面偶极电荷，这产生了要克服的大的势垒。一维模型跨这种异质结构的传输预测的开启电压是显着高于实际设备中发现的。因此，传统的传输模型无法预测新设计的性能，例如更长波长的LED或多量子阱LED。在这项工作中，我们表明，在亚微米尺度的量子阱内结合低和高铟组合物可以提供准确的预测GAN/InGaN发光二极管的特性。
2022-11-10 physics.app-ph
Hybrid integrated semiconductor lasers with silicon nitride feedback circuits
混合集成半导体激光器源提供极窄的光谱线宽以及嵌入到集成光子电路中的兼容性，对于广泛的应用具有高度重要性。我们提出了一个概述，我们最近开发的混合集成二极管激光器的反馈，从低损耗氮化硅（Si3N4在SiO2）电路，提供子100赫兹的水平的本征线宽，高达120 nm的光谱覆盖范围约1.55 μ m波长，和输出功率超过100 mW。我们展示了双波长操作，双增益操作，激光频率梳的产生，目前的工作实现可见光混合集成二极管激光器。
2019-12-18 physics.app-ph physics.optics
Lattice-aligned gallium oxynitride nanolayer for GaN surface enhancement and function extension
氮化镓（GAN）作为一种有前途的硅替代半导体，在光电子和电子技术中有着广泛的应用。然而，脆弱的GAN表面一直是阻碍GaN基器件发展的关键限制，特别是在器件稳定性和可靠性方面。在这里，我们克服了这一挑战，通过在原位两步“氧化-重构”过程将GAN表面转化为氮氧化镓（GaON）外延纳米层。氧等离子体处理克服了GAN表面的化学惰性，并且顺序的热退火操纵动力学-热力学反应途径以产生具有纤锌矿晶格的亚稳态GaON纳米层。这种GaN衍生的GaON纳米层是用于表面增强的定制结构，并且具有几个优点，包括宽带隙、高热力学稳定性和与GAN衬底的大价带偏移。这些增强的物理特性可以进一步利用，使GaN基应用在新的场景中，如互补逻辑集成电路，光电化学水分解和紫外光电转换，使GaON成为多功能扩展器。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Characterizations of the Nonlinear Optical Properties for (010) and (-201) Beta-phase Gallium Oxide
首次报道了β相氧化镓（\b{eta} -Ga_2 O_3）的光学非线性特性，研究了（010）\b{eta} -Ga_2 O_3和（-201）\b{eta} -Ga_2 O_3的双光子吸收系数、克尔折射率及其偏振依赖性.使用广泛使用的分析模型的TPA系数和克尔折射率的波长依赖性估计。\b{eta} -Ga 2 O 3的TPA系数对于（010）\b{eta} -Ga 2 O 3为1.2 cm/GW，对于（-201）\b{eta} -Ga 2 O 3为0.58 cm/GW。对于（010）\b{eta} -Ga 2 O3，克尔折射率为-2.14 10 ^（15）cm 2/W，对于（-201）\b{eta}-Ga 2 O3，克尔折射率为-2.89 10 ^（15）cm 2/W。另外，\b{eta} -Ga 2 O 3在（-201）面上比在（010）面上显示出更强的非线性光学各向异性，这可能是由于高度不对称的晶体结构。与氮化镓（GAN）相比，\b{eta} -Ga 2 O3的TPA系数小20倍，并且还发现\b{eta} -Ga 2 O3的克尔折射率小4至5倍。这些结果表明，\b{eta} -Ga 2 O 3在超低损耗波导和超稳定谐振器以及集成光子学方面具有潜在的应用前景，特别是在紫外和可见光波长光谱范围内。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Novel PN junction between Mechanically Exfoliated \b{eta}-Ga2O3 and p-GaN
由机械剥离的超宽带隙（UWBG）β相氧化镓（\b{eta} -Ga 2 O3）和p型氮化镓（GAN）构造若干PN结。详细描述的机械剥离过程类似于石墨烯和其他2D材料。剥离的\b{eta} -Ga 2 O3薄片的原子力显微镜（AFM）扫描显示出平均粗糙度为0.647 nm的非常光滑的表面，并且透射电子显微镜（TEM）扫描显示出\b{eta} -Ga 2 O3薄片和p-GaN之间的平坦、干净的界面。该器件的整流比约为541.3（V+5/V-5）。二极管性能在25°C和200°C的温度范围内得到改善，导致135 meV的无意施主激活能。随着剥离的\b{eta} -Ga 2 O 3的厚度增加，理想因子降低，二极管导通电压也降低，趋向于通过模拟确定的3.2 V的理想阈值电压。本研究有助于增加机械剥离\b{eta} -Ga_2 O_3与其他材料之间新型器件的研究。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
UV hybrid photon detector based on GaN photocathodes and Si low gain avalanche diode
本研究设计了一种结合 GaN 光电阴极与 Si LGAD 的混合光子探测器，利用高量子效率与低噪声特性，实现了在数百 MHz 频率下具备单光子探测灵敏度的潜力。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Thermal stress modelling of diamond on GaN/III-Nitride membranes
用于氮化镓（GAN）器件的金刚石散热器目前依赖于稳健的晶片键合工艺。无键合膜方法显示出潜力，然而，将金刚石直接化学气相沉积（CVD）到III族氮化物（III-N）异质结构膜上引起显著的热应力。在这项工作中，这些热应力进行了研究，使用的分析方法，数值模型和实验验证。热应力是由GAN/III-N叠层、硅（Si）和金刚石之间的热膨胀系数（CTE）从室温到CVD生长温度的失配引起的。简化的分析晶片弯曲模型低估了小尺寸的膜弯曲，而数值模型使用温度梯度以增加的精度复制应力和弯曲。在室温下使用拉曼光谱法测量的最大拉伸应力为约1.0 $\pm0.2$ GPa，而表面轮廓测定法显示膜弓与\SI{58}{\micro\metre}一样大。这种大的弯曲是由初始加热阶段中来自Si框架的额外应力引起的，这些应力由金刚石保持在适当位置，并且突出了使用接触光刻的任何器件制造的挑战。然而，如果膜被预加应力以在CVD温度下变平，则可以减少弯曲。以这种方式，可以实现在GAN/III-N结构上生长金刚石而无需晶片键合的足够平台。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fighting Broken Symmetry with Doping: Toward Polar Resonant Tunneling Diodes with Symmetric Characteristics
氮化物半导体中共振隧穿输运的最新证明导致了利用这种量子输运机制用于实际应用的巨大努力。然而，在极性半导体中，固定极化电荷和移动自由载流子之间的相互作用导致不对称的输运特性。在这里，我们调查的可能性，使用简并掺杂接触层屏蔽内置的极化场和恢复对称的谐振注入。由于高掺杂浓度，GAN/AlN共振隧穿二极管（RTD）在两种偏置极性下均观察到负微分电导。此外，我们的分析模型揭示了通过均匀掺杂实现的最小共振隧穿电压的下限，由于掺杂剂的溶解度限制。电荷存储动态阻抗测量也进行了研究，表明在接近平衡的条件下，极性RTD的行为有效地作为平行板电容器。这些机制是完全再现我们的分析模型，提供了一个理论框架，在极性共振隧穿器件的设计和分析。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Enhanced optical performance of GaN Micro-light-emitting diodes with a single porous layer
本文通过在GaN基Micro-LED有源区下方引入单层多孔层并结合多边形台面实现强光限制，使发光强度提升约22倍，并发现方形和六边形器件具有更显著的谐振发射，为高性能Micro-LED和激光器发展提供了新方法。
2024-12-31 physics.app-ph physics.optics
Polarization control in Nitride Quantum Well Light Emitters Enabled by Bottom Tunnel-junctions
在所有常规的蓝色和绿色氮化物半导体发光半导体量子阱异质结构中，由于反转对称性的破坏而导致的冻结的内部极化诱导的电场指向与电子和空穴的有效流动所期望的方向相反的方向。这种情况一直持续，因为希望在量子阱有源区的顶部具有p型空穴注入器。由于氮化物异质结构中的内部偏振场，存在用于实现这种光发射器的掺杂和偏振的四种排列。哪种排列最适合高效发光？在这项工作中，我们回答了这个问题，展示了一个全新的方法，实现高效的光发射与底部隧道结。底部隧道结设计使极化场在量子阱中沿所需方向对准，同时消除了对p型接触的需要，并允许有效的电流扩散。通过防止电子过冲通过量子阱，其禁止量子化异质结构的不期望区域中的载流子复合，并且为集成和堆叠多个光发射器的新几何形状开辟了可能性。由于固有的优点，底部隧道结发光二极管能够使发光效率比替代异质结构设计增加200-300%。
2018-10-03 cond-mat.other physics.app-ph
Nanoscale imaging of reduced forward bias at V-defects in green-emitting nitride LEDs
Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IP Paris（巴黎理工学院）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
研究绿色发光氮化物LED中V缺陷处正向偏压降低，用扫描隧道发光显微镜尖端作局部空穴注入器，以纳米级分辨率绘制V缺陷周围光电特性，证实电荷注入机制，观察到正向偏压降低及电致发光蓝移。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Room Temperature Polariton Light-Emitting Diode Based on Monolayer WS2
激子-极化激元是激子与腔光子强耦合产生的半光半物质准粒子。它们已被用来证明广泛的基本现象和潜在的应用，从玻色-爱因斯坦像凝聚模拟哈密顿模拟器和芯片级干涉仪。近年来，二维过渡金属二硫属化物（TMD）由于其大的激子结合能、振子强度和谷自由度，成为实现高温激子-极化激元的一个非常有吸引力的平台。实现极化激元的电注入作为实现电驱动极化激元激光器的先驱以及用于通信系统的高速发光二极管（LED）两者都是有吸引力的。在这里，我们展示了一个电驱动的极化激元LED在室温下使用单层二硫化钨（WS 2）作为发光材料。为了实现这种器件，单层WS 2被夹在薄的六方氮化硼（hBN）隧道势垒之间，石墨烯层充当电极。整个隧道LED结构嵌入在基于一维分布式布拉格反射器（DBR）的微腔结构内。所提取的外部量子效率为~0.1%，并且与最近展示的基于体有机和碳纳米管的极化激元电致发光（EL）器件相当。在室温下在原子级薄的半导体中实现电驱动极化激元LED的可能性提出了朝着在这些系统中实现无反转电驱动激光器以及使用范德华材料的超快微腔LED迈出的有希望的一步。
2019-05-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Demonstration of TFTs 3D Monolithically Integrated on GaN HEMTs using Cascode Configuration with High Breakdown Voltage (>1900V)
本研究演示了在GaN HEMTs上三维单片集成a-IGZO TFTs的共源共栅配置，实现了超过1900V的高击穿电压，验证了该集成方案的可行性与高压应用潜力。
2025-07-10 cs.SY eess.SY physics.app-ph
