InGaN多量子阱发光二极管由于其高效率、长寿命和宽波段调谐范围等优点，已经成为照明和显示领域的主要光源。

在一些高精度的应用中，如显示屏等，对于发射特性的要求非常高，那带尾效应无疑成为了影响最深的因素。

带尾效应是指在瞬态电流注入结束后，LED的发射峰值强度，在时间上出现缓慢的衰减现象，这可能导致光输出不稳定、色彩失真和发光效率降低。

尽管GaN基发光二极管（LED）的开发取得了巨大进展，但InGaN异质结构中的复合机制尚未完全了解。

InGaN异质结构具有由电位波动引起的带尾，其二维结构中，辐射复合模型已成功应用于单量子阱LED的发光光谱和辐射复合。

在低电流下，也检测到了隧道效应！

有证据表明，在InGaN有源薄层的生长过程中，可能会发生相分离，有几率形成具有较高In含量的簇。

但尚未有报道尝试使用此类簇中的复合模型，来描述 LED 的自发发射光谱。

In x Ga 1−x N/Al y Ga 1−y / GaN 异质结构的蓝色和绿色LED ，通过 MOCVD 在蓝宝石衬底上生长结构，该衬底具有 AlN 缓冲层，随后是基础n-GaN: Si层。

MQW 中的周期数各不相同，选择5个周期的样本进行研究，每个周期的厚度小于8纳米。

Al y Ga 1−y上层N (50 nm) 和盖层 GaN (0.5 μm) 均掺杂 Mg，孔中的铟含量各不相同。

x = 0.2–0.4值决定了发光的光谱范围，蓝色（x ≈ 0.2）或绿色（x ≈ 0.4）。

为了查看光谱的细节，使用了宽区间的正向电流 J (0.1 μA-200 mA)，在 J>10 mA（50 Hz，5 μs）时使用脉冲测量。

实验研究了 10 个蓝色和 10 个绿色 LED 的光谱，其中J = 10 mA 时，蓝色 LED 的室温光谱最大值为 hω max = 2.64-2.67 eV，光谱宽度为 Δ (hω) 1/2 = 0.21 eV。

而绿色的LED最大值为 hω max = 2.35-2.37 eV，光谱宽度 Δ (hω) 1/2 = 0.21 eV。

显示光谱时，蓝色LED的较低电流约为 0.15 μA，绿色 LED 的较低电流约为 0.5 mA。

蓝色 LED 的光谱最大值随 hω max = 2.57-2.67 eV 范围内的电流移动，而蓝色 SQW LED 的蓝色最大值不随电流移动。

黄绿色区域中，没有额外的带，在低电流下随电压移动，这种波段被描述为蓝色 SQW LED中的隧道波段。

绿色 LED 光谱的最大值在 hω max范围内移动，比绿色 SQW LED 的范围更宽。

带尾效应的产生，是由于InGaN多量子阱发光二极管中存在多种因素的相互作用。

其中最主要的因素包括载流子困在量子阱和势阱界面附近、载流子困在陷阱态中、载流子的扩散和漂移过程，以及载流子复合等。

这些因素共同作用，导致了带尾效应的出现。

针对带尾效应的问题，可以采取多种解决方法来改善发射特性。

一种常见的方法是通过优化材料的生长工艺和晶格匹配性，减少载流子的扩散和漂移过程，从而减小带尾效应的影响。

另外，利用光学模型和电子模型进行仿真和优化设计，也是一种有效的解决方法。

所以也能得出结论，采用改进结构设计和优化电流注入的方案，确实可以有效地减小带尾效应的影响。

光谱的低能侧具有指数形式I ~ exp(hω/E 0 )，参数 E 0的值为 E 0 ≈ 50-60 meV，并且仅随电流发生轻微变化，如 SQW LED 的光谱中所发生的那样。

高能侧也具有指数形式，E 1的值约为40-50 meV，不等于kT，在较高电流下，可以在绿色 LED 光谱的高能尾部检测到新的谱带。

E 1的值蓝色 LED 光谱高能尾部的T值与T成正比，范围为 T = 220-290 K、E 1 = m·kT 、m = 1.3-1.6。

谱移是指在光电子器件中，在不同的电流和电压条件下，发射或吸收的光谱的频率发生变化的现象。

电压的变化对谱移的研究，理解光电子器件的工作机制，以及优化设计具有重要意义。

在光电子器件中，谱移是一种常见的现象，特别是在光源领域和半导体激光器中。

电流和电压的变化，会导致器件内部载流子浓度和能带结构的变化，从而影响光的吸收和发射特性。

当 J > 40 mA 时，恒定电流下的光谱最大值移至较低能量，高能指数尾部的参数 E 1随着这种转变而增长。

脉冲电流下的光谱，最大值移动到更高的能量，参数E 1保持不变，LED 在高直流电流下发热，则可以解释这些事实。

在我们的实验中，脉冲电流下的光谱最大值移动到更高能量的现象。

具体来说，随着脉冲电流的增加，光谱的最大值发生了红移，即向更高的能量区域移动。

这种现象不仅在简单的物质中观察到，在复杂的结构和化合物中同样存在。

在相对较宽的电压范围内，电子在材料中的传输过程发生变化，电子能级的函数也发生改变，该函数是线性的，但线的斜率<< 1，活动层中尾部状态的填充会导致这种转变。

在研究电流和电压变化对谱移的影响时，可以采取一些解决方法来减小谱移的影响，通过优化器件的结构和材料选择，可以以提高器件的稳定性和光谱特性的一致性。

再加上对电流和电压的变化进行精确控制，限制其对光谱的影响，使用电流和电压参数的反馈控制方法，也可以实时调整器件以维持稳定的光谱。

电流-电压特性受多种因素的影响，其中最主要的因素包括器件的结构和材料特性、载流子的输运和复合过程、电荷注入和电场分布等。

在低电流下，电压存在的指数部分在300 K 时J < 10 -7 A，而V = 2.3-2.7 V 范围内，也会有陡峭的指数增长。

在较高电流下存在线性部分，其流子输运和复合过程，也对MQW结构的性能产生了显著影响。

在低电流条件下，流子输运长度的增加，可以减少流子的损失，提高光致发光效率。

此外，流子的局域化现象减弱，也可以改善MQW结构的光学性能，这也就导致了流子输运长度的增加，以及局域化现象的减弱。

同等，低电流条件下的温度效应，也可能对流子输运和复合过程产生影响。

从此也可以看出，电流-电压特性可能存在阈值电压，即在一定电压范围内，电流保持较低的值，而在超过阈值电压后，电流迅速增加。

这也就是说，电流-电压特性还可能受到温度和光照等外部条件的影响，而J > 20 mA时，小电流则可以理解为隧道组件。

这些LED中的隧道电流，会比基于SQW的LED低3-4个数量级，这种差异可以解释为 MQW 结构有源层更宽的结果。

较高J的线性部分的串联电阻，拟合参数为q、E J（E J =c·kT，c = 1-2）、J 0（饱和电流）和J 1、R s。

在通常的工作电流范围 J=2-30 mA 中，指数和线性部分之间的一个部分~(J/J 1 ) 0.5就足够了。

积分强度和外部量子效率 η e (J) = eΦ/J，与J的依赖性η e的测量，通过接触电位中描述的方法进行，效率 η e在低电流 J≈0.5-1.0 mA 时达到最大值。

此时J(V)会开始急剧指数增长，在高电流下，η e的值随 J 呈对数下降。

一般来说，MQW LED 的空间电荷比 SQW LED 的空间电荷更宽，在这两种情况下，绿色 LED 的宽度都比蓝色 LED 的宽度宽。

但这一事实，对应于 MQW LED 中发生隧道效应的可能性比较低，由此也能得出结论，对于InGaN有源层中较高的In浓度，p-AlGaN和GaN层的高Mg掺杂更加困难。

在传统的MQW结构中，势垒高度和厚度的选择，也可能导致隧道效应的发生，进而降低LED的效率。

并且，材料中的缺陷和杂质，也会进一步增加隧道效应的发生，在MQW结构中，隧道效应的发生会导致电子和空穴的损失，从而限制了LED器件的效率和性能。

所以，解决隧道效应，也就成为了提高MQW LED性能的关键问题。

谱拟合是在材料研究和能谱分析中常用的一种技术，它能够对实验数据进行模型拟合，并从中提取有关材料性质的重要信息。

通过设计实验验证低能尾态二维密度模型的性能，并与其他常用方法进行比较，发现该模型两种符号的载流子，在层电压U < V下注入有源层时，会发生有效的辐射复合。

U的值在接近φk的hω 处，由光学跃迁的电位波动引起，在二维结构尾部的状态 E (c)和 E (v)之间进行。

关于这些波动的可能来源 ，可以通过参数F n的变化来描述，hω max在J的一定范围内的变化，参数E g eff、E 0和E 1 = m·kT可以不变。

这是二维尾态重组机制，没有改变这一事实的证据。

但该描述仅在J的某些范围内有效，参数 E 1 = m·kT 在J较高时发生变化，这是由 J > 10 mA 时的加热引起的。

假设温度 T 发生变化，可以在不改变参数 E 1的情况下描述脉冲谱的偏移，并且在不改变参数 m 的情况下描述直流谱的偏移。

短波长尾部不仅会因加热而变化，还会随电流而变化，它还取决于光谱上以对数刻度清晰可见的新光谱带。

假设该能带是由大规模不均匀性引起的，那In x Ga 1−x N中，就会出现不同含量的铟相分离。

最大 η e与 J 的关系是一个非常重要的问题，它与 QW 的数量以及采用各种技术制造的 p-AlGaN 层的特性有关。

非辐射复合通道在低 J 下发生，电子通过注入填充有源MQW层，会在较高的 J 下，有电子溢出有源层，并被电场拉入i层和 p-AlGaN。

针对带尾效应的问题，确实提出了一些解决方法，包括优化材料生长工艺、晶格匹配性改进、模型仿真和优化设计等。

而这些方法的应用，可以有效地减小带尾效应的影响，提高InGaN多量子阱发光二极管的稳定性能。

在InGaN MQW结构中，电子和空穴在同一量子阱内结合形成激子，并通过辐射衰减而发光。

这种型-I重组机制是主要的发光途径，对于高效率的LED非常重要。

尽管如今已经取得了一些有关带尾效应的研究进展和解决方案，但仍然存在一些挑战和未来的研究方向。

值得一提的就是带尾效应产生的机理，还不完全清楚，需要深入研究和理解，并且，不同材料和结构的发光二极管，还可能存在不同的带尾效应特性，需要针对具体材料和结构进行更深入的研究。

随着高功率发光二极管的需求增加，又该如何在高电流注入下，减小带尾效应的影响，也是一个重要的研究方向。

虽然InGaN多量子阱发光二极管是一种具有广泛应用潜力的光电子器件，但由于带尾效应的存在，其发射特性可能会受到影响。

通过深入研究带尾效应的机理和影响因素，可以有效地减小带尾效应的影响，提高发光二极管的性能和稳定性。

未来的研究将继续推动这一领域的发展，为实现更高效、可靠的发光二极管应用提供支持和指导。