Влияние $\gamma$-облучения на электрические и оптические характеристики светодиодов на основе InGаN/GаN

Актуальность и цели. Несмотря на то, что структуры на основе InGaN/GaN прочно завоевали рынок светодиодной продукции, остаются нерешенными некоторые вопросы изменения электрических и оптических характеристик светодиодов на их основе под действием внешних факторов: температуры, тока, излучения и др. Наибольший интерес вызывает изменение интенсивности излучения структуры под действием внешних факторов, т.е. механизм возникновения и эволюции каналов безызлучательной рекомбинации. Целью данной работы является исследование влияния $\gamma$-излучения на вольт-амперные и ампер-яркостные характеристики структур с квантовыми ямами на основе InGaN/GaN.
Материалы и методы. Для решения поставленной цели были измерены вольт-амперные и ампер-яркостные характеристики структуры на основе InGaN/GaN в диапазоне токов до $30$ мА при комнатной температуре и дозах облучения $0$-$0.4$ МРад. Измерения электрических и оптических характеристик проводились в одном цикле, при регистрации ампер-яркостной характеристики выходным сигналом выступал фототок обратносмещенного фотодиода. Для анализа полученных вольт-амперных характеристик использовалась обобщенная модель рекомбинации, которая позволяет описать процесс токопереноса в пространственно неупорядоченной структуре, когда одной из стадий процесса является туннелирование.
Результаты. Проведен анализ вольт-амперных характеристик структур на основе InGaN/GaN при комнатной температуре для доз облучения $\gamma$-квантами $0$-$0.4$ МРад. Обнаружено существенное изменение вольт-амперных характеристик под действием облучения в диапазоне напряжений до $3,1$ В. Изменение вольт-амперных характеристик вызывает изменение зависимостей дифференциального показателя наклона $\beta$ от напряжения и $\frac{d\beta}{dU}=f(U)$. Обнаружено изменение ампер-яркостных характеристик, которое согласуется с модификацией электрических свойств под действием облучения $\gamma$-квантами.
Выводы. В диапазоне напряжений $2,1B \leq U\leq 3,1B$ при дозе облучения $0,2$ МРад наблюдается участок $I_r(U)\sim exp(\frac{eU}{2kT})$, что связано с распадом комплексов Mg-H, и дезактивация водородом обнаруженного рекомбинационного центра. Данная гипотеза подтверждается изменением амплитуды экстремума на зависимости $\frac{d\beta}{dU}=f(U)$, которая используется для определения наличия рекомбинационных центров в исследуемой структуре, и поведением ампер-яркостных характеристик с увеличением дозы облучения образцов.