异质结界面处的极化场与其两侧材料的极化场相关,AF4953P假设一孤立的应变量子阱外延在无应变的量子垒(QB)上,那么极化场则为:P=P叩,Qw+Ppz,Qw―PP,QB对于可见光LED,量子阱材料通常为InGaN,GaN和InN中的自发极化相差很小,而晶格失配却很大。因此,在研究InGaN量子阱的极化场时,可忽略自发极化的影响。

   与其他Ⅲ-V族化合物不同,Ⅲ族氮化物半导体具有很强的自发极化和压电极化效应。在Ⅲ族氮化物超晶格、量子阱以及异质结等功能结构中,极化效应引起的强极化电场对其电场分布、载流子分布以及电学和光学性质的影响不容忽视。

   氮化物LED通常采用沿(00OI)方向生长的多量子阱结构。量子阱与垒之间存在晶格失配,因此量子阱中存在应变,产生了很强的极化场,如图2-5(a)所示。在极化场作用下,有源区能带发生倾斜,电子与空穴被分离到量子阱的不同侧,载流子波函数的重叠减少,从而降低了载流子复合发光的概率,导致LED发光效率下降,如图⒉5(b)所示。这一现象还造成载流子在量子阱内带间跃迁复合发光的能量与禁带宽度不同,出现发光波长红移,且红移量随阱宽的增加而增大。当注入大电流或用高功率的光激发时,高密度的电子和空穴移向阱的不同方向,并产生了与极化电场方向相反的电场,部分削弱量子阱内的极化场强度,致使发光波长发生蓝移,此即为量子限制斯塔克效应。