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III-氮化物 p 向下绿色（520 nm）发光二极管，带有...
1 俄亥俄州立大学电气与计算机工程系，美国俄亥俄州哥伦布 43210。2 Lumileds LLC，美国加利福尼亚州圣何塞 95131。3 俄亥俄州立大学材料科学与工程系，美国俄亥俄州哥伦布 43210。*通讯作者：rahman.227@buckeyemail.osu.edu 摘要：我们展示了通过高效隧道结实现的低开启电压 P 向下绿光 LED。由于 (In,Ga)N/GaN 界面中的极化场排列具有 p 向下方向，与传统的 p 向上 LED 相比，电子和空穴注入的静电耗尽势垒降低了。具有 GaN 同质结隧道结的单个 (In,Ga)N/GaN 异质结构量子阱有源区在 20A/cm 2 时表现出非常低的 2.42V 正向工作电压，当电流密度高于 100 A/cm 2 时，峰值电致发光发射波长为 520 nm。底部隧道结具有最小的电压降，能够实现向底部 p-GaN 层的出色空穴注入。III 族氮化物半导体在光电子学和电子学 1-12 中的广泛应用具有重要的技术意义，并已广泛应用于照明和显示应用。虽然过去十年来，紫/蓝光发射波长范围内的 GaN 基发光二极管的效率和功率输出有了显着提高，但较长波长的发射器仍然表现出较低的效率。对于为更长波长设计的发射器，(In,Ga)N 量子阱中的铟摩尔分数会导致与更大的晶格失配、量子阱内的缺陷以及阱-势垒界面处更高的极化片电荷密度相关的挑战，所有这些都会导致器件性能下降。13-16
报告 - NPL 出版物
本报告描述了作为 A27 项目一部分进行的分子建模模拟。分子动力学和蒙特卡罗模拟是在各种材料和温度范围内进行的，从 100 K 的氩气到 1200K 的铜/铅二元合金。还考虑了水和 CO 2 模拟以及压电钛酸钡的模拟。在本报告中，我们并没有满足于模拟原子的“快照”。相反，我们认为分子模拟必须通过与实验结果一致来“获得维持”，这符合 NPL 对计量学的关注。因此，我们将所有模拟结果与实验数据进行了比较。我们还展示了与近似解析方程的比较，在某些情况下，近似解析方程的精度可以与分子代码相媲美。特别是，我们专注于使用分子模型重现相图，因为这些是现实世界中最引人注目和最具特征的材料特性之一。本报告中考虑的相图包括温度-密度相图（即固/液/气相变）、温度-摩尔分数图（二元合金等）和压电中的对称相变（预测随之而来的滞后极化-电场图）。我们研究了分子建模结果如何帮助改进 NPL 的旗舰商业材料建模程序 mtdata 所做的预测。我们已经证明，分子模型做出的实际预测可以输入到 mtdata 中，从而产生比 mtdata 使用的理想气体近似值更好的质量相图。我们为建模代码编写了“驱动程序”，允许非分子模拟专家通过重复调用这些模拟代码来生成相图。我们还引入了并行化方案以利用 NPL 网格。该项目是 mdl 的展示，mdl 是一个由 NPL 编写的分子动力学代码，是我们未来可以利用的重要 IP。为了评估 mdl 的准确性，我们将其与其他三个求解器进行了比较。在本项目过程中，我们还升级了 mdl ，以支持化学势的计算。这些对于评估气体混合物（例如二元合金）中的混合行为至关重要，这与 mtdata 直接相关。完整的代码集列于表 1.2 中，并提供了下载这些程序的链接。