Прогнозирование срока службы светодиодов со структурой AlGaN/InGaN/GaN

         Получены экспериментальные данные по снижению светового потока светодиодов белого свечения на основе гетероструктур AlGaN/InGaN/GaN при различных прямых токах, рисунок 1. Установлено, что деградация светового потока происходит вследствие образования точечных дефектов в области квантовых ям, генерируемых горячими электронами. Спад светового потока подчиняется спадающей экспоненциальной зависимости, для которой выведено аналитическое выражение. Исследованию подвергались серийные светодиоды белого свечения фирмы Cree C503D-WAN-CCBD231 на основе кристаллов с гетероструктурой AlGaN/InGaN/GaN с квантовыми ямами.  

                            

                                                    Рисунок 1 - Временные зависимости светового потока при прямых токах: 

                                                    1) 20  мА; 2) 50 мА; 3) 90 мА.

          В общем случае дифференциальное уравнение изменения светового потока можно записать в виде

                                                                                        dL/dt=-k_LL ,                          (1)

                                                      где   L – световой поток, к_L – коэффициент с размерностью 1/с.

          Если принять, что концентрация центров излучения равна N_L, а концентрация атомов решетки N_о, то скорость убывания центров люминесценции будет пропорциональна отношению N_L/N_о и скорости образования безызлучательных центров вследствие генерации точечных дефектов в области квантовых ям U_d, т.е.

                                                                                        k_L=U_dN_L/N_o .                         (2)                                                                     

          Световой поток пропорционален концентрации излучательных центров,  то выражение для его зависимости  от времени примет вид

                                                                                       L(t)=L_oexp(-k_Lt) .                    (3)

 

          Научный руководитель - проф.,д.ф.-м.н. Маняхин Федор Иванович