Mg杂质调控高Al组分AlGaN光学偏振特性

高Al组分(即原子分数)AlGaN带边发光以e光为主的发光特性,从根本上限制了沿c面生长器件的正面出光,成为光电器件发光效率急剧下降的主要原因.第一性原理模拟计算表明,AlxGa1-xN混晶的晶格常数比c/a偏离理想值程度随Al组分的增大而增大,导致晶体场分裂能Δcr从GaN的40meV逐渐减小;当组分达到0.5时呈现0值,Al组分继续提升,Δcr进一步下降,价带顶排列顺序翻转,直至AlN达到最低值-197meV.通过Mg掺杂应变AlGaN量子结构能带工程调控高Al组分AlGaN的价带结构,反转价带顶能带排序,实现光发射o光占主导,从根本上克服高Al组分AlGaN发光器件正面出光难的问题.