Hochortsaufgelöste elektro-optische Charakterisierung von InGaN-GaN-LED-Strukturen

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Abstract (German)

Blau emittierende Leuchtdioden, die auf dem Materialsystem InGaN basieren, bilden in Kombination mit einem gelb emittierenden Konversionsfarbstoff die Grundlage für weiße LEDs. Diese erobern inzwischen viele Bereiche des täglichen Lebens, wie zum Beispiel Displaybeleuchtung, Automobilscheinwerfer oder Allgemeinbeleuchtung. In dieser Arbeit werden die mikroskopischen, optischen und elektrischen ...

Abstract (German)

Blau emittierende Leuchtdioden, die auf dem Materialsystem InGaN basieren, bilden in Kombination mit einem gelb emittierenden Konversionsfarbstoff die Grundlage für weiße LEDs. Diese erobern inzwischen viele Bereiche des täglichen Lebens, wie zum Beispiel Displaybeleuchtung, Automobilscheinwerfer oder Allgemeinbeleuchtung. In dieser Arbeit werden die mikroskopischen, optischen und elektrischen Eigenschaften einer blauen LED-Teststruktur analysiert. Ausgehend von vereinfachten Simulationen der aktiven Zone der LED wird der Einfluss von Schichtdichte und Materialzusammensetzung sowie eines externen elektrischen Feldes auf das Emissionsverhalten erklärt. In Kombination mit einem Ratengleichungsmodell für unterschiedliche Rekombinationsmechanismen der erzeugten Ladungsträger können sowohl Fluktuationen der Zusammensetzung der aktiven Zone als auch ein räumlich variierendes Wechselspiel zwischen strahlenden und nichtstrahlenden Prozessen identifiziert werden, die die beobachteten Fluktuationen der Photo- und Elektrolumineszenz verursachen.

Translation of the abstract (English)

Blue light emitting emitting diodes based on the material system InGaN together with yellow emitting phosphors form the basis of white LEDs. These emitters are found in wide areas of our daily life, e.g. display illumination, automotive lighting or general lighting. In this thesis, the microscopic optical and electrical properties of a blue emitting LED test structure are analysed. Based on ...

Translation of the abstract (English)

Blue light emitting emitting diodes based on the material system InGaN together with yellow emitting phosphors form the basis of white LEDs. These emitters are found in wide areas of our daily life, e.g. display illumination, automotive lighting or general lighting. In this thesis, the microscopic optical and electrical properties of a blue emitting LED test structure are analysed. Based on simplified simulations of the active layers, the influences of material properties, layer thicknesses and an external applied bias on the emission properties are explained. Together with a rate-equation model for recombination mechanisms of generated carriers, fluctuations of the composition of the active layers and a spatially varying interplay between radiative and nonradiative processes are identified as origin for fluctuations of the photo- and electroluminescence.