Los diodos emisores de luz hechos de nitruro de galio indio proporcionan una mejor eficiencia de luminiscencia que muchos de los otros materiales utilizados para crear LED azules y verdes. Pero un gran desafío de trabajar con InGaN son sus conocidos defectos de densidad de dislocación que dificultan la comprensión de sus propiedades de emisión.

En el Revista de física aplicada , Investigadores en China informan sobre una estructura LED de InGaN con alta eficiencia de luminiscencia y lo que se cree que es la primera observación directa de portadores de transición entre diferentes estados de localización dentro de InGaN. Los estados de localización se confirmaron mediante fotoluminiscencia dependiente de la temperatura y fotoluminiscencia dependiente de la potencia de excitación.

La teoría de los estados de localización se usa comúnmente para explicar la alta eficiencia de luminiscencia obtenida a través del gran número de dislocaciones dentro de los materiales de InGaN. Los estados de localización son los estados mínimos de energía que se cree que existen dentro de la región del pozo cuántico de InGaN (valores de energía discretos), pero una observación directa de los estados de localización era esquiva hasta ahora.

"Basado principalmente en las fluctuaciones del contenido de indio, Exploramos los 'mínimos de energía' que permanecen dentro de la región de pozos cuánticos de InGaN, "dijo Yangfeng Li, autor principal del artículo y ahora becario postdoctoral en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong. "Estos mínimos de energía capturarán los portadores de carga, electrones y huecos, y evitarán que sean capturados por defectos (dislocaciones). Esto significa que la eficiencia de emisión se ve menos afectada por la gran cantidad de defectos".

La observación directa del grupo de los estados de localización es un descubrimiento importante para el futuro de los LED, porque verifica su existencia, que era una cuestión científica abierta desde hace mucho tiempo.

"La segregación del indio puede ser una de las razones que provocan estados de localización, ", dijo Li." Debido a la existencia de estados de localización, los portadores de carga serán capturados principalmente en los estados de localización más que por defectos de recombinación no radiativa. Esto mejora la alta eficiencia de luminiscencia de los dispositivos emisores de luz ".

Según los espectros de electroluminiscencia del grupo, "la muestra de InGaN con estados de localización más fuertes proporciona más del doble de mejora de la salida de luz en las mismas condiciones de inyección de corriente que las muestras de estados de localización más débiles, "Dijo Li.

El trabajo de los investigadores puede servir como referencia sobre las propiedades de emisión de los materiales InGaN para su uso en la fabricación de LED y diodos láser.

Planean continuar explorando materiales y dispositivos relacionados con el nitruro de galio "no solo para obtener una mejor comprensión de sus localizaciones sino también de las propiedades de los puntos cuánticos de InGaN," que son partículas semiconductoras con aplicaciones potenciales en células solares y electrónica, ", Dijo Li." Esperamos que otros investigadores también lleven a cabo estudios teóricos en profundidad de los estados de localización ".