Amélioration de la qualité cristalline des premières briques d'une LED UV

par Sofia Boughaleb

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Bernard Gil.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de École Doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015) , en partenariat avec CEA Grenoble (laboratoire) depuis le 01-12-2017 .


  • Résumé

    L'émission dans la gamme des UVC est importante pour les applications telles que la désinfection de l'eau. Les lampes mercure sont actuellement utilisées mais leur inconvénient majeur est justement l'utilisation de mercure ainsi que leur encombrement. Les LEDs UV à base d'AlGaN semblent être le meilleur candidat pour leur remplacement. Néanmoins, les performances de ces LEDs UV, émettant autour de 260 nm, progressent mais restent faibles. Trois points faibles de la structure de ces LEDs sont à incriminer: 1) la mauvaise qualité cristalline du buffer AlN ou AlGaN, 2) le rendement quantique interne des puits quantiques, 3) le dopage p de l'AlGaN. S'ajoutent à cela des problèmes d'extraction de la lumière. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de répondre aux points 1) et 2). La thèse se déroulera donc en deux volets. Le premier portera sur l'amélioration de la qualité cristalline du buffer AlGaN en utilisant des pyramides d'AlGaN (filtrage des dislocations). Le second volet s'intéressera à la modification de la microstructure du puits AlGaN afin d'augmenter les effets de localisation. Pour chaque amélioration significative apportée, un démonstrateur LED UV pourra être réalisé.

  • Titre traduit

    improvement of the crystalline quality of AlGaN based UV light emitting diodes


  • Résumé

    Emission in UVC range is important for applications such as water disinfection. Mercury lamps are nowadays used but one of their drawbacks is the use of Hg and their size. AlGaN based UV light emitting diodes (LEDs) seems to be the best candidate for their replacement. However, UV LED performances for emission around 260 nm did some progress but stay low. Three points of the LED structure can be incriminated: 1) AlN or AlGaN buffer bad crystalline quality, 2) quantum well internal quantum efficiency, 3) p doped AlGaN. We can also add issues with light extraction. During this PhD thesis, we propose to tackle points 1) and 2). The thesis should follow two parts. The first one will be about crystalline quality improvement of AlGaN buffer by using AlGaN pyramids (dislocation filtering). The second part will focus on AlGaN well microstructure modification in order to increase localization effects. For each significant improvement, a UV LED demonstrator may be realized.