半导体产业网讯：近日，由河北工业大学张紫辉教授领衔的科研团队在具有倾斜台面的GaN基Micro-LED方面获得新进展。并以“On the impact of the beveled mesa for GaN-based micro-light emitting diodes:electrical and optical properties”为题发表在应用物理及光学领域权威SCI期刊《Optics Express》 (vol. 30, no. 21, pp. 37675-37685, 2022) 收录，文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.470703。
智能手机、平板、电脑等高分辨率显示产品的快速发展，促使整个行业对高性能显示器的需求不断增加，基于Micro-LED的显示技术开始慢慢走进人们的视野。基于Micro-LED的显示技术除了巨量转移、全彩显示、驱动电路及坏点检测与修复外，单个器件较低的发光效率也是目前亟需解决的问题之一。
因此，河北工业大学张紫辉教授领衔的科研团队基于TCAD仿真平台开发了具有倾斜台面的GaN基Micro-LED的多种模型数据库，并系统地研究了倾斜角度对器件光电性能的影响。如图1所示，研究结果发现：台面的倾斜角度越小，器件的光提取效率会得到一定程度的改善。
图1 （a）Device 1和（b）Device 5的2D电场分布图；（c）Device 1和Device 5在Y= -2.5 μm处的1D电场分布图；（d）Device 1至Device 5的光提取效率
除此之外，台面的倾斜角度也会对器件的电学性能产生影响，如图2所示，这主要体现在两个方面：一是倾斜的台面会造成侧壁区域的电场增加，导致边缘区域的量子阱中量子限制斯塔克响应增强，从而降低器件的有效辐射复合效率；二是台面的倾斜角度越大，载流子向台面边缘扩展的趋势越明显，从而导致载流子被侧壁缺陷捕获的可能性增加，器件性能变差。因此，合理地设计GaN基Micro-LED器件的台面倾斜角度对器件的光电性能尤为重要。
图2 （a）各器件内部横向的电场分布，（b）Device 1和（c）Device 5边缘区域量子阱中的能带图，（d）各器件的非辐射复合电流随外加电流密度的变化曲线。其中Device 1/Ⅰ, 2/Ⅱ, 3/Ⅲ, 4/Ⅳ和5/Ⅴ的台面倾斜角度分别为45°，53°，63°，79°和90°。
张紫辉，2006年毕业于山东大学并获得理学学士学位，2015年毕业于新加坡南洋理工大学并获博士学位，后留校担任南洋理工大学研究员，目前担任河北工业大学教授、博士生导师、河北省特聘专家、河北省青年拔尖人才、石家庄市管拔尖人才。主要研究第三代半导体器件、半导体器件物理、芯片设计与仿真技术及产业化推广；已经在Applied Physics Letters、IEEE Electron Device Letters、Optics Express、Optics Letters等领域内权威SCI 期刊发表科研论文150多篇，其中以第一作者/通讯作者发表文章100余篇；参与出版学术专著4部；获授权美国专利、中国国家专利共计21项，申请18项，已经完成成果转化4项；先后主持各类科研项目17项。
