用于电子泵浦紫外源的 AlGaN/AlN 量子点超晶格的内量子效率

本文描述了厚度为 530 nm 的 $Al_xGa_{1-x}N/AlN$ ($x = 0, 0.1$) Stranski-Krastanov 量子点超晶格（100 个周期）的生长与表征，其应用为电子束泵浦紫外灯的有源区。通过分子束外延沉积了高密度（>10e11 cm-2）量子点层，我们探讨了生长过程中 III/V 比对其光学性能的影响。本研究考察了在室温下发射波长在 244-335 nm 范围内的结构，其相对线宽在 6-11% 范围内，这主要归因于自组装生长中固有的量子点直径分散性。在电子泵浦下，加速电压低于 9 kV 时发射效率保持恒定。该阈值与超晶格总厚度和电子束穿透深度的相关性证实了纳米结构沿生长轴的均匀性。在阈值以下，发射强度与注入电流呈线性关系。在低注入下表征了内量子效率，揭示了材料在非辐射过程方面的性质；在高注入下也进行了表征，以模拟运行条件下的载流子注入。在以 III/V 比 < 0.75 合成的量子点中，从低注入到高达 200 kW/cm2 的泵浦功率密度，内量子效率保持在 50% 左右，这是首类表现出如此稳定行为的纳米结构。