Al-rich AlGaN合金远紫外LED的掺杂极限
材料科学
2026-03-18 v1
摘要
向固态紫外（UV）照明过渡是应对全球能源利用达成零碳目标的关键路径。AlGaN基远紫外LED以无汞、高效优势取代传统汞灯，但性能严重受限于Al成分超过80%时的载流子注入效率。点缺陷对载流子浓度和辐射复合效率影响显著，但目前缺乏对AlGaN合金中点缺陷的系统性研究。本文考察了高Al含量AlGaN合金（=1/6、1/4、1/3）中的内在与外在缺陷。我们揭示，明确的合金建模与对能隙温度依赖性的恰当处理，才能使计算得到的载流子浓度与实验观察相吻合。我们发现Si掺杂剂优先替代少量Ga原子，在Al富环境下形成补偿性负U DX中心，严重限制了n型导电性。我们识别出碳是最具破坏性的非预期杂质，而氧与氢对Si掺杂样品（通常用于器件）的影响可忽略不计。这些发现凸显了明确合金建模的重要性，为AlN基合金设计提供了宝贵洞察。
引用
@article{arxiv.2603.16310,
title = {Dopability limits in Al-rich AlGaN alloys for far-UVC LEDs},
author = {Ling Zhang and Miao Zhou and Alex M. Ganose},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.16310},
year = {2026}
}