中國和沙特阿拉伯的研究人員首次展示了氮極隧道結(jié)（TJ）氮化銦鎵（InGaN）發(fā)光二極管（LED），研究人員稱，以前已經(jīng)報(bào)道了具有良好性能的N極隧道結(jié)，但是目前僅獲得了III極III型氮化物TJ-LED。

　　研究團(tuán)隊(duì)使用極化摻雜的氮化鋁鎵（AlGaN）來提高TJ的性能，產(chǎn)生更高的空穴濃度，并增加了從電極散布的橫向電流。這項(xiàng)工作中的隧道結(jié)電流密度仍低于所報(bào)道的N極GaN / InGaN / GaN TJ的電流密度，這可能是由于在隧道結(jié)中使用富鋁AlGaN。

　　對隧道結(jié)的頂部n-GaN層進(jìn)行優(yōu)化，使用連續(xù)的氨水（NH3）以及交替爆裂的硅烷和三甲基鎵（TMG）進(jìn)行定期摻雜。研究認(rèn)為與在N極GaN中進(jìn)行常規(guī)連續(xù)Si摻雜相比，周期性的Si-δ摻雜中V坑的形成受到抑制可能與拉伸應(yīng)力的降低有關(guān)。

　　隧道結(jié)下方的p-AlGaN層，保持相對較薄的75nm，以優(yōu)化漸變成分的極化摻雜效果。 p型鎂摻雜劑由雙環(huán)戊二烯基鎂（Cp2Mg）提供。空穴濃度和遷移率分別為9×1017 / cm 3和7.5cm 2 / V-s。在隧道結(jié)的p型和n型層之間放置一個(gè)薄Al0.4Ga0.6N中間層。

　　隧道結(jié)使給定的正向電壓可以實(shí)現(xiàn)更高的電流，兩個(gè)器件的開啟電壓均為約2.5V。在線性區(qū)域中，隧道結(jié)的總電阻為264Ω，參考器件中的總電阻為439Ω。兩種器件的峰值波長均為430nm。

　　在光輸出方面，通過注入20A / cm2，TJ-LED的光輸出強(qiáng)度提高了70％。外部量子效率（EQE）也更高，在20A / cm2時(shí)為1.7倍，研究人員將改進(jìn)的性能歸因于TJ-LED較低的總電阻。