Туннельная инжекция и энергетическая эффективность светодиодов на основе InGaN/GaN

Представлены результаты исследований влияния туннельной проницаемости инжекционных барьеров в светодиодах с квантовыми ямами InGaN/GaN на зависимости тока, емкости, квантовой эффективности от прямого смещения $p$–$n$-перехода и от температуры. Показано, что прыжковое туннелирование по дефектам является основным механизмом транспорта через область объемного заряда (ООЗ) и позволяет понизить инжекционный барьер. Показано, что в случае высокой прыжковой проводимости сквозь инжекционный барьер ток туннельной инжекции в хвосты плотности состояний в InGaN ограничивается лишь диффузией носителей из нейтральных областей и характеризуется близким к единице фактором идеальности, обеспечивая максимальную квантовую и энергетическую эффективность. Рост прыжковой проводимости через область объемного заряда с увеличением частоты, прямого смещения или температуры оказывает определяющее влияние на вольт-фарадные характеристики и температурные зависимости емкости и квантовой эффективности. Увеличение плотности состояний в хвостах зон InGaN/GaN квантовой ямы и прыжковой проводимости инжекционных барьеров необходимо для реализации высокого уровня туннельной инжекции и близкой к единице энергетической эффективности мощных светодиодов.