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抛物线型量子阱发光二极管中的电子-空穴重叠情况远优于矩形量子阱，甚至优于交错量子阱。

DOI：10.1007/s11082-019-1761-8 期刊：Optical and Quantum Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 05:10:19
摘要： InxGa1?xN/GaN量子阱（QW）LED中强压电场会使电子与空穴发生空间分离，从而降低发光效率。为改善性能，研究者们探究了多种形貌与组分的此类量子阱。我们通过薛定谔方程与泊松方程的自洽求解，研究了抛物线型量子阱（PQW）的跃迁能（TE）、电子与空穴波函数重叠度、能带结构及电场分布。通过改变PQW形貌、组分及掺杂浓度，其电子-空穴波函数重叠度的平方（即跃迁概率TP）较矩形量子阱显著提升，甚至高于对称阶梯型量子阱。在相同跃迁能下，特定电流密度时PQW的跃迁概率比矩形量子阱提高两倍以上。研究显现出量子阱LED的重要特性：跃迁能随电流密度增加的变化幅度被最小化。我们将详细阐述简要理论、计算流程与结果，并进行适当讨论。
作者： Apu Mistry，Anup Gorai，Dipankar Biswas
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究抛物线型量子阱LED与矩形及对称交错量子阱相比的跃迁能、电子空穴波函数重叠、能带结构及电场分布，旨在通过减小载流子空间分离来提升发光性能。

研究成果

抛物线型量子阱能显著提高跃迁概率（比矩形量子阱高四倍以上，且高于对称交错量子阱），并减小跃迁能量随电流的变化，从而在LED应用中具有更高效率。PQW中渐变的电场分布有助于改善载流子重叠与稳定性。

研究不足

该研究基于计算与模拟，因此可能未涵盖所有实际实验中的变量或缺陷。其聚焦于特定的InGaN/GaN结构，未必能推广至其他材料。模型中的假设（例如有效质量的线性插值法）可能导致不准确。

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