紫外光不是不可见吗？五颜六色的UV LED怎么来的？

同样，FMHW的大小也会体现在主波长数据上，大部分情况下，FMHW越大，主波长也越大，发光颜色会偏长波长。

a 光谱半宽小，发光颜色偏紫

b 光谱半宽大，发光颜色偏蓝图二 不同光谱半宽的光致发光谱

量子阱的阱宽是决定发光光谱的其中一个因素，阱宽波动导致光谱半宽大。工艺过程控制出现偏差会引起阱宽的变化，如温度、MO源饱和蒸气压、III族元素组分等因素变化都会引起生长速率的变化，从而导致阱宽出现变化。如果材料中不同位置的阱宽差异明显，或同一位置不同外延层的阱宽差异明显，就会出现光谱半宽大的问题。

图三 阱宽波动透射电镜图片

此外，阱层掺杂、极化场等也会引起光谱半宽大的问题。

（二）深能级发光

III族/V族化合物制作的LED产品，蓝绿光LED、紫光LED、UV LED等芯片光谱中，黄光带是一直存在的，其波峰在550nm左右，强度很低，但是人眼对550nm波长的感官最强烈，因此黄光带很容易被人眼捕捉到。UVC产品工作波长肉眼不可见，因此黄光带会更加容易被捕捉到，使产品呈现出微弱的黄光。黄光带的来源一直没有明确的定

论。

图四 UVA芯片的黄光带光谱

肉眼感知的黄光强度与芯片的亮度没有绝对的对应关系。芯片的发光越强，黄光带受到短波长激发而发出的光线也越强；同时黄光带吸收掉过多的工作波长。

（重点）：如果黄光带强度较高，芯片发光颜色会直接显示黄色；如果黄光带强度较低，远低于光谱中的蓝光和紫光部分，那么黄光会与蓝光紫光混合发出白色的光线。

以上这种因光谱导致的发光颜色差异大都可以体现在主波长数据上，发光颜色为紫色的芯片主波长应在430nm以下，发光颜色为蓝色的芯片主波长应在450nm以上，发光颜色偏黄的主波长可能达到500nm。

很多研究将黄光带的来源归咎于深能级，而其中Ga空位、Mg、C等受到关注最多[1,2]。比如C污染，因生长过程中使用的金属源为有机物，因此不可避免会有C原子进入材料中，而这种C原子或与N原子结合，或进入间隙，形成C深能级，提供了黄光带的发光源。通过二次离子质谱（SIMS）和X射线能谱（XPS）测试分析可以看出，材料中C的密度还是很高的，达到1E17cm-3。通常情况下，C比例较大的材料，黄光带更加明显。

图五 不同C组分材料的SIMS及EDS数据

此外，LED中亦常见与Mg掺杂有关的蓝光带发光，一些研究表明p-GaN中Mg的深能级位于GaN导带底-0.2eV位置，因此光谱在390nm左右，因此会使UV LED芯片，尤其是UVC LED芯片呈现出蓝紫色的光色。

除此之外，还有一些杂质、间隙等缺陷[3-5]，如Fe杂质、Ga间隙原子、H络合物、有机物分子等，也包括一部分C间隙或者络合物，这些缺陷中大部分是常规的测试分析难以捕捉到的，但同时也是MOCVD生长过程中无法避免的。研究表明，在GaN材料中，这些缺陷形成了两个较为明显的深能级带，一个能级位于GaN导带底-0.5eV左右的位置，发光波峰在420nm-440nm之间。这种缺陷对发光颜色的影响较为明显，UV LED芯片受到这种深能级发光影响，发光颜色会呈现出蓝紫色或蓝色。另一个则位于黄光带光谱位置，被认为是引起黄光带的原因之一。

参考资料

(1) Neugebauera, J.; Walle, C. V. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 503.

(3) Li, Q. M; Wang, G. T. Nano Lett. 2010, 10, 1554−1558.

(4) Wang, G. T.; Talin, A. A.; Werder, D. J.; Creighton, J. R.; Lai, E.;Anderson, R. J.; Arslan, I. Nanotechnology 2006, 17, 5773.

(5) Seager, C. H.; Wright, A. F.; Yu, J.; Gotz, W. J. Appl. Phys. 2002,92, 6553.

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来源：材料深一度返回搜狐，查看更多