Numerical simulation of UV LED single quantum well based on AlGaN/GaN/AlGaN

• Autorzy: Rahou Fatima Zahra

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.23

Warianty tytułu

PL

Numeryczna symulacja pojedynczej studni kwantowej diody UV LED na bazie AlGaN/GaN/AlGaN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Optical sources such as light-emitting diodes (LEDs) are good solutions for creating more robust luminaires, with better conversion efficiency and more environmentally friendly. The objective of this work is to study and to simulate ultraviolet light-emitting diode with a single GaN quantum well sandwiched between two layers; respectively p-doped and n-doped AlGaN, using the SILVACO software. This simulation allowed us to extract different characteristics of the LED, such as the current-voltage (I-V) characteristic, the emitted light power, the spontaneous emission rate, radiative recombination, Auger recombination, Shockley-Read-Hall recombination, optical gain, luminous flux, spectral power density, overall efficiency. These simulations allowed us to extract the electrical and optical characteristics of the ultraviolet light-emitting diode with a single quantum well based on p-AlGaN/GaN/n-AlGaN and examine their performance.

PL

Źródła optyczne, takie jak diody elektroluminescencyjne (LED), są dobrym rozwiązaniem do tworzenia bardziej wytrzymałych opraw oświetleniowych o lepszej wydajności konwersji i bardziej przyjaznych dla środowiska. Celem tej pracy jest zbadanie i symulacja diody elektroluminescencyjnej ultrafioletowej z pojedynczą studnią kwantową GaN umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami; odpowiednio p-doped i ndoped AlGaN, przy użyciu oprogramowania SILVACO. Ta symulacja pozwoliła nam wyodrębnić różne charakterystyki diody LED, takie jak charakterystyka prądowo-napięciowa (I-V), moc emitowanego światła, szybkość emisji spontanicznej, rekombinacja radiacyjna, rekombinacja Augera, rekombinacja Shockleya-Reada-Halla, wzmocnienie optyczne, strumień świetlny, gęstość widmowa mocy, ogólna wydajność. Te symulacje pozwoliły nam wyodrębnić charakterystyki elektryczne i optyczne diody elektroluminescencyjnej ultrafioletowej z pojedynczą studnią kwantową opartą na p-AlGaN/GaN/n-AlGaN i zbadać ich wydajność.

Słowa kluczowe

EN

GaN; AlGaN; UV light emitting diode; silvaco Tcad

PL

GaN; AlGaN; dioda emitująca światło UV; silvaco Tcad

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 128--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rahou Fatima Zahra

• Engineering and Electronics Department, Faculty of Technology, University of Abou-Bekr Belkaid, Tlemcen, Algeria

Bibliografia

• [1] Thamer A. Tabbakh, Deepak Anandan, Michael J. Sheldon, Prashant Tyagi and Ahmad Alfaifi, Recent Advancements in GaN LED Technology, September 2022. DOI: 10.5772/intechopen.107365
• [2] Seong T-Y, Han J, Amano H, Morkoc H, editors. III-Nitride Based Light Emitting Diodes and Applications. Vol. 126. Dordrecht: Springer Netherlands; 2013. DOI: 10.1007/978-94 007-5863-6
• [3] Ambacher O. Growth and applications of group III-nitrides. Journal of Physics D: Applied Physics. 1998;31(20):2653-2710. DOI: 10.1088/0022-3727/31/20/001
• [4] Strite S. GaN, AlN, and InN: A review. Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. 1992;10(4):1237. DOI: 10.1116/1.585897
• [5] Cho J, Park JH, Kim JK, Schubert EF. White light-emitting diodes: History, progress, and future: White light-emitting diodes. Laser & Photonics Reviews. 2017;11(2):1600147. DOI: 10.1002/lpor.201600147
• [6] Chen Y et al. GaN in different dimensionalities: Properties, synthesis, and applications. Materials Science & Engineering R: Reports. 2019;138:60-84. DOI: 10.1016/j.mser.2019.04.001
• [7] Yoshida H, Kuwabara M, Yamashita Y, Uchiyama K, Kan H. The current status of ultraviolet laser diodes: The current status of ultraviolet laser diodes. Physica Status Solidi A: Applications and Materials Science. 2011;208(7):1586-1589. DOI: 10.1002/pssa.201000870
• [8] Amano H et al. The 2018 GaN power electronics roadmap. Journal of Physics D: Applied Physics. 2018;51(16):163001. DOI: 10.1088/1361-6463/aaaf9d

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).