$c$面 InGaN/GaN 量子阱中的界面粗糙度、载流子局域化与波函数交叠：阱宽、合金微结构、结构不均匀性与库仑效应的相互作用

在这项工作中，我们详细分析了库仑效应与可导致 c 面 InGaN/GaN 量子阱中载流子局域化效应的不同机制之间的相互作用。作为载流子局域化机制，我们在此考虑由随机合金涨落以及诸如阱宽涨落等结构不均匀性所引入的效应。我们特别关注阱宽对结果的影响。所有计算均在原子级紧束缚理论框架下完成。我们的理论研究表明，无论此处研究的阱宽如何，由内建场、阱宽涨落和随机合金涨落引起的载流子局域化效应在电荷密度重分布方面均主导于库仑效应。然而，当不存在阱宽涨落时，情况则不那么明确。对于大阱宽（约 > 2.5 nm），电荷密度重分布是可能的，但电子与光学性质基本上由源于静电内建场的空间面外载流子分离所主导。对于较小阱宽（< 2.5 nm），情况发生变化，库仑效应可导致显著的电荷密度重分布，从而可能补偿单粒子图像中观测到的大部分空间面内波函数分离。鉴于该面内分离被视为绿光鸿沟问题的主要驱动因素之一，我们的计算表明辐射复合速率可能显著受益于量子阱势垒界面粗糙度的减小。