Методика определения светотехнических характеристик светодиодов

Представлена методика анализа светотехнических характеристик светодиодов (далее СД), которые представлены широким спектром материалов группы AIIIBV, с включением квантовых ям и без, на основе гетероструктур или с использованием монокристаллического материала. Данная методика предназначена для анализа и отбраковки СД, определения их индивидуальных коэффициентов пропорциональности, которые позволяют целенаправленно исследовать вызываемые различными разрушительными воздействиями деградационные процессы в СД. Показано, что на ВтАХ выделяются характерные области протекания рабочего тока: область низких токов НТ, область омического сопротивления СД – R область, область высоких токов ВТ, которые характеризуются собственными коэффициентами пропорциональности и имеют свой физический смысл. Определены физико-математические соотношения, описывающие изменение выходной мощности излучения с ростом прямого тока для СД, изготовленных из перечисленных материалов. Показано применение настоящей методики с количественной оценкой потерь мощности излучения для выбранного типа СД в области НТ и ВТ. Показана зависимость потерь мощности излучения СД в области ВТ от рабочего тока. Представленная методика оценки светотехнических характеристик СД актуальна в случае воздействия спецфакторов (ионизирующее излучения, длительная эксплуатация, электрические поля и т.д.), где потери мощности излучения будут обусловлены индуцированным введением центров безызлучательной рекомбинации.

1. Хайрулин Б. Д. Обзор основного светотехнического оборудования на аэродромах //Молодежь и системная модернизация страны, 2022. С. 230-233.

2. Закгейм А. Л., Иванов А. Е., Черняков А. Е. Особенности работы мощных AlInGaN-светодиодов при больших импульсных токах // Письма в Журнал технической физики, 2021. Т. 47. Вып. 16. С. 32-35.

3. Nakysbekov Z., Ismailov D., Bellucci S., Tukhfatullin T., Bogdanov O., Tronin B., Turmanova K., Suyundykova G., Grichshenko V., Pshikov M., Alzhanova A. Concise review of recent advances and applications of the electron linear accelerator ELU 4 in scientific and technical fields // Physical Sciences and Technology, 2024. V.11. №1-2. P. 32 - 42. doi: 10.26577/phst2024v11i1a4

4. Sulaiman N. N., Hasbullah N. F., Saidin N., Javed Y., Khan Z. I. Radiation-induced degradation in optoelectronic devices for satellite applications: a review // Discover Materials, 2025. V.5. № 1. P.1-22.

5. Polyakov A. Y., Pearton S. J., Frenzer P., Ren F., Liu L., Kim J. Radiation effects in GaN materials and devices // Journal of Materials Chemistry C, 2013. V.1. № 5. P. 877-887.

6. Brudnyi V., Prudaev I., Oleinik V., Marmaluk A. Electron irradiation degradation of AlGaInP/GaAs light‐emitting diodes // Physica status solidi (A), 2018. V.215. № 8. P.1700445. DOI:10.1002/pssa.201700445

7. Мещуров О.В., Таперо K.B., Фигуров В.С., Юрченков А.В., Авдюшкин С.А. Исследование деградации отечественных изделий оптоэлектроники вследствие структурных повреждений при воздействии ионизирующего излучения //Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2011. №. 2. С. 24-28.

8. Ионычев В. К., Шестеркина А. А. Исследование глубоких центров в микроплазменных каналах фосфидгаллиевых светодиодов зеленого спектра излучения // Физика и техника полупроводников, 2017. Т. 51. №. 3. С. 386-389.

9. Градобоев А. В., Орлова К. Н., Асанов И. А. Деградация параметров гетероструктур AlGaInP при облучении быстрыми нейтронами и гамма-квантами //Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2013. №. 2. С. 64-66.

10. Романов Н. М., Мокрушина С. А. Влияние гамма-облучения на МДП-структуры с тонким оксидом Al2O3 // Перспективные материалы, 2018. №. 2. С. 17-24.

11. Orlova K. N., Gradoboev A. V. Change in radiating power of the algainp heterostructures under irradiation by fast neutrons //24th International Crimean Conference Microwave & Telecommunication Technology. IEEE, 2014. P. 874-875.

12. Бурмистров Е. Р., Авакянц Л.П., Афанасова М. М. Пьезоэлектрическая релаксация двумерного электронного газа в гетероструктурах с квантовыми ямами InGaN/GaN // Известия высших учебных заведений, 2021. T.64, № 5. С.9-19.

13. Расул, А. Р., Орлова, К. Н. Анализ ватт-амперных характеристик светодиодов, изготовленных из различных материалов // Вестник НИЯУ МИФИ, 2024. Т.13. №1. С.52-58. DOI:10.26583/vestnik.2024.308

14. Генцарь П. А. Радиационно-стимулированная релаксация внутренних механических напряжений в гомоэпитаксиальных пленках фосфида галлия // Физика и техника полупроводников, 2006. Т. 40. №. 9. С. 1051-1053.

15. Gradoboev A. V., Simonova A. V., Orlova K. N. Influence of irradiation by 60 Co gamma-quanta on reliability of IR-LEDs based upon AlGaAs heterostructures // Physica status solidi (C), 2016. V. 13. №. 10-12. P. 895-902.

16. Pastuszak J., Węgierek P. Photovoltaic cell generations and current research directions for their development // Materials, 2022. V.15. №. 16. P. 5542. doi: 10.3390/ma15165542

17. Сергеев В. А., Ходаков А. М., Фролов И. В. Модель деградации InGaN/GaN светодиода при токовых испытаниях с учетом неоднородного распределения температуры и плотности тока в гетероструктуре // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 2020. Т. 12. №. 3. С. 329-334.