異質(zhì)結(jié)界面處的極化場與其兩側(cè)材料的極化場相關(guān),AF4953P假設(shè)一孤立的應(yīng)變量子阱外延在無應(yīng)變的量子壘(QB)上,那么極化場則為:P=P叩,Qw+Ppz,Qw―PP,QB對于可見光LED,量子阱材料通常為InGaN,GaN和InN中的自發(fā)極化相差很小,而晶格失配卻很大。因此,在研究InGaN量子阱的極化場時,可忽略自發(fā)極化的影響。

   與其他Ⅲ-V族化合物不同,Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體具有很強的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)。在Ⅲ族氮化物超晶格、量子阱以及異質(zhì)結(jié)等功能結(jié)構(gòu)中,極化效應(yīng)引起的強極化電場對其電場分布、載流子分布以及電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的影響不容忽視。

   氮化物LED通常采用沿(00OI)方向生長的多量子阱結(jié)構(gòu)。量子阱與壘之間存在晶格失配,因此量子阱中存在應(yīng)變,產(chǎn)生了很強的極化場,如圖2-5(a)所示。在極化場作用下,有源區(qū)能帶發(fā)生傾斜,電子與空穴被分離到量子阱的不同側(cè),載流子波函數(shù)的重疊減少,從而降低了載流子復(fù)合發(fā)光的概率,導(dǎo)致LED發(fā)光效率下降,如圖⒉5(b)所示。這一現(xiàn)象還造成載流子在量子阱內(nèi)帶間躍遷復(fù)合發(fā)光的能量與禁帶寬度不同,出現(xiàn)發(fā)光波長紅移,且紅移量隨阱寬的增加而增大。當注入大電流或用高功率的光激發(fā)時,高密度的電子和空穴移向阱的不同方向,并產(chǎn)生了與極化電場方向相反的電場,部分削弱量子阱內(nèi)的極化場強度,致使發(fā)光波長發(fā)生藍移,此即為量子限制斯塔克效應(yīng)。