半導體產業(yè)網訊：近日，由河北工業(yè)大學張紫輝教授領銜的科研團隊在具有傾斜臺面的GaN基Micro-LED方面獲得新進展。并以“On the impact of the beveled mesa for GaN-based micro-light emitting diodes:electrical and optical properties”為題發(fā)表在應用物理及光學領域權威SCI期刊《Optics Express》 (vol. 30, no. 21, pp. 37675-37685, 2022) 收錄，文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.470703。

智能手機、平板、電腦等高分辨率顯示產品的快速發(fā)展，促使整個行業(yè)對高性能顯示器的需求不斷增加，基于Micro-LED的顯示技術開始慢慢走進人們的視野。基于Micro-LED的顯示技術除了巨量轉移、全彩顯示、驅動電路及壞點檢測與修復外，單個器件較低的發(fā)光效率也是目前亟需解決的問題之一。

因此，河北工業(yè)大學張紫輝教授領銜的科研團隊基于TCAD仿真平臺開發(fā)了具有傾斜臺面的GaN基Micro-LED的多種模型數(shù)據(jù)庫，并系統(tǒng)地研究了傾斜角度對器件光電性能的影響。如圖1所示，研究結果發(fā)現(xiàn)：臺面的傾斜角度越小，器件的光提取效率會得到一定程度的改善。

圖1 （a）Device 1和（b）Device 5的2D電場分布圖；（c）Device 1和Device 5在Y= -2.5 μm處的1D電場分布圖；（d）Device 1至Device 5的光提取效率

除此之外，臺面的傾斜角度也會對器件的電學性能產生影響，如圖2所示，這主要體現(xiàn)在兩個方面：一是傾斜的臺面會造成側壁區(qū)域的電場增加，導致邊緣區(qū)域的量子阱中量子限制斯塔克響應增強，從而降低器件的有效輻射復合效率；二是臺面的傾斜角度越大，載流子向臺面邊緣擴展的趨勢越明顯，從而導致載流子被側壁缺陷捕獲的可能性增加，器件性能變差。因此，合理地設計GaN基Micro-LED器件的臺面傾斜角度對器件的光電性能尤為重要。

圖2 （a）各器件內部橫向的電場分布，（b）Device 1和（c）Device 5邊緣區(qū)域量子阱中的能帶圖，（d）各器件的非輻射復合電流隨外加電流密度的變化曲線。其中Device 1/Ⅰ, 2/Ⅱ, 3/Ⅲ, 4/Ⅳ和5/Ⅴ的臺面傾斜角度分別為45°，53°，63°，79°和90°。

張紫輝，2006年畢業(yè)于山東大學并獲得理學學士學位，2015年畢業(yè)于新加坡南洋理工大學并獲博士學位，后留校擔任南洋理工大學研究員，目前擔任河北工業(yè)大學教授、博士生導師、河北省特聘專家、河北省青年拔尖人才、石家莊市管拔尖人才。主要研究第三代半導體器件、半導體器件物理、芯片設計與仿真技術及產業(yè)化推廣；已經在Applied Physics Letters、IEEE Electron Device Letters、Optics Express、Optics Letters等領域內權威SCI 期刊發(fā)表科研論文150多篇，其中以第一作者/通訊作者發(fā)表文章100余篇；參與出版學術專著4部；獲授權美國專利、中國國家專利共計21項，申請18項，已經完成成果轉化4項；先后主持各類科研項目17項。