Study of Optical Properties of InxGa1-xN/GaN Multi-Quantum-Well

Temperature and injection current dependence of electroluminescence(EL) spectral intensity of the $In_xGa_{1-x}N$/GaN multi-quantum wells(MQW) have been studied over a wide temperature range and as a function of injection current level. It is found that a temperature-dependent variation pattern of the EL efficiency under very low and high injection currents shows a drastic difference. This unique EL efficiency variation pattern with temperature and current can be explained field effects due to the driving forward bias in presence of internal(piezo and spontaneous polarization) fields. Increase of the indium content in $In_xGa_{1-x}N$/GaN multiple quantum wells gives rise to a redshift of 80 meV and 22 meV for green and blue MQW, respectively. It can be explained by carrier localization by potential fluctuation of multiple quantum well and MQW structures also shows a keen difference owing to the different indium content in InGaN/GaN MQW.

InxGa1-xN/GaN 다중양자우물 구조의 광학적 성질 연구

$In_xGa_{1-x}N$/GaN 다중양자우물 구조의 EL 특성을 온도와 주입전류 변화에 따른 특성을 조사하였다 저전류와 고전류 주입시 EL 효율의 온도 의존 변화는 매우 다르게 나타나는데, 이러한 온도와 전류의 변화에 의한 독특한 EL 효율의 변화는 내부전기장의 존재 하에 순방향 바이어스에 기인한 외부전기장의 영향인 것으로 볼 수 있다. 그리고 $In_xGa_{1-x}N$/GaN 다중양자우물 구조에서 In 성비의 증가는 발광파장위치의 적색이동을 보였다. 15K에서 주입 전류의 증가에 따라 녹색 양자우물 구조는 80 meV와 청색 양자우물 구조는 22 meV의 청색 편이를 하였다. 이는 전류의 증가에 의해 단위 시간당 생성되는 캐리어 수가증가하게 되고 그에 따라 subband가 급격히 채워지는 band filling 현상이 일어나게 되어 짧은 파장에서 재결합이 증가하기 때문이다. 그리고 청색과 녹색 다중 양자우물구조의 짧은 파장 쪽으로의 편이 차이는 In 농도에 기인한 것으로 In 농도가 높으면 양자우물 깊이가 증가되어 더 강한 양자속박효과가 작용하여 캐리어 구속력이 증가하기 때문 것으로 볼 수 있다.