Ⅲ族氮化物發光二極管技術及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李晉閩，王軍喜，劉喆 著

圖書標籤:

• 氮化物發光二極管
• GaN
• LED
• Ⅲ族氮化物
• 半導體照明
• 光電子器件
• 材料科學
• 應用技術
• 固態照明
• 顯示技術

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030472649

商品編碼：29489395416

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	Ⅲ族氮化物發光二極管技術及其應用
作者	李晉閩,王軍喜,劉喆
定價	148.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030472649
齣版日期	2016-05-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	圓脊精裝
開本
商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書以作者及其研究團隊多年的研究成果為基礎，係統地介紹瞭Ⅲ族氮化物發光二極管的材料外延、芯片製作、器件封裝和係統應用，內容集學術性與實用性為一體。全書共12章，內容包括：Ⅲ族氮化物LED的基本原理、材料性質及外延生長理論，InGaN/GaN多量子阱材料及藍、綠光LED，AlGaN/GaN多量子阱材料及紫外LED，Ⅲ族氮化物LED量子效率提升技術、關鍵製備工藝、封裝技術及可靠性分析，LED的應用，後介紹瞭當前氮化物LED的一些研究前沿和熱點。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

Ⅲ族氮化物發光二極管技術及其應用 內容簡介 本書旨在深入探討Ⅲ族氮化物發光二極管（LED）的核心技術及其在各個領域的廣泛應用。Ⅲ族氮化物，特彆是氮化鎵（GaN）及其閤金，因其獨特的直接帶隙半導體特性，成為瞭製造高效、高亮度LED的基石。本書係統性地梳理瞭Ⅲ族氮化物LED的誕生、發展曆程，詳細闡述瞭從材料製備、器件結構設計、生長工藝優化到性能錶徵等各個環節的關鍵技術，並聚焦於這些技術如何驅動LED在照明、顯示、通信、生物醫學等前沿領域的革新性應用。 第一章 導論 本章將為讀者構建一個關於Ⅲ族氮化物LED的宏觀認知框架。首先，我們將追溯LED技術的發展簡史，從早期的矽基LED到III-V族化閤物半導體LED的演進，突齣Ⅲ族氮化物在其中扮演的關鍵角色。接著，我們將重點介紹Ⅲ族氮化物的基本物理和化學性質，包括其優異的光電特性，例如寬直接帶隙、高電子遷移率、以及對寬光譜範圍發光的適應性。我們將深入分析這些性質為何使得Ⅲ族氮化物成為實現高效率、高亮度LED的理想材料。最後，本章將概述Ⅲ族氮化物LED的主要優勢，如長壽命、低功耗、快速響應、高可靠性以及優異的色溫可調性，並初步展望其在綠色能源、健康照明、智能互聯等未來發展趨勢中的重要地位。 第二章 Ⅲ族氮化物材料生長與製備 本章將聚焦於Ⅲ族氮化物LED製造的基石——高質量材料的生長與製備。我們將詳細介紹目前主流的Ⅲ族氮化物外延生長技術，包括金屬有機化學氣相外延（MOCVD）和分子束外延（MBE）。我們將深入探討MOCVD技術在III族氮化物生長中的原理、工藝參數（如溫度、壓力、流速、組分比）對材料質量的影響，以及如何通過優化工藝流程來獲得高質量的GaN、InGaN、AlGaN等薄膜。對於MBE技術，我們將闡述其獨特的優勢和在特定領域的應用，並與MOCVD進行對比分析。 重點內容包括： 襯底選擇與製備： 討論瞭常用的襯底材料，如藍寶石、碳化矽（SiC）和矽（Si），分析瞭它們各自的優缺點，以及如何通過緩衝層技術來剋服晶格失配和熱失配問題，以獲得高質量的GaN外延層。 GaN本體材料生長： 詳細闡述瞭GaN本體材料的生長機製，包括成核過程、晶體生長模式、以及可能齣現的缺陷類型（如位錯、空位、雜質）及其對材料性能的影響。 量子阱結構設計與生長： 深入剖析瞭InGaN/GaN多量子阱（MQW）作為發光層的關鍵結構。我們將討論In組分、阱寬、勢壘寬、量子限製效應等參數對發光波長、效率和光譜展寬的影響。 摻雜技術： 詳細介紹n型和p型摻雜的機理和常用摻雜劑（如Si用於n型，Mg用於p型）。特彆會關注p型GaN的激活問題，以及常用的激活工藝（如退火、電子束照射）。 新型材料體係： 簡要介紹除瞭InGaN之外，AlGaN、GaInNAs等新型Ⅲ族氮化物閤金在特定應用（如深紫外、近紅外發光）中的潛力。 第三章 Ⅲ族氮化物LED器件結構與物理機製 本章將深入探討Ⅲ族氮化物LED的器件結構設計以及其發光和載流子傳輸的物理機製。我們將詳細解析典型的Ⅲ族氮化物LED器件結構，包括PN結、異質結、多量子阱（MQW）等核心組成部分。 具體內容包括： PN結和異質結的形成與特性： 闡述p型和n型Ⅲ族氮化物半導體的載流子特性，以及PN結和不同材料之間異質結的形成機理、能帶圖、以及由此産生的肖特基勢壘和內建電場。 多量子阱（MQW）發光機製： 詳細解析InGaN/GaN MQW的發光過程，包括電子和空穴注入、載流子在阱內的局域化、激子形成、以及輻射復閤過程。我們將重點討論In組分和量子尺寸效應如何調控發光波長，以及量子限製斯塔剋效應（QCSE）對器件性能的影響。 載流子傳輸與注入效率： 分析電子和空穴在器件中的傳輸機製，包括歐姆接觸的形成、注入效率的優化，以及如何通過閤適的摻雜濃度和能帶工程來提高載流子注入和復閤效率。 非輻射復閤與效率損失機製： 深入探討限製LED效率的各種非輻射復閤機製，如俄歇復閤、缺陷輔助的Shockley-Read-Hall（SRH）復閤、錶麵復閤等，並介紹相應的抑製策略。 發光效率的調控： 討論提高LED內部量子效率（IQE）和外部量子效率（EQE）的關鍵因素，包括材料質量、MQW結構設計、電場管理、以及光提取技術。 第四章 Ⅲ族氮化物LED器件設計與製造工藝 本章將從器件設計的角度齣發，詳細介紹Ⅲ族氮化物LED的製造流程和關鍵工藝。我們將詳細講解如何將外延生長好的Ⅲ族氮化物材料轉化為能夠工作的LED器件。 內容將涵蓋： 器件結構設計： 介紹不同類型的LED器件結構，如垂直結構、平麵結構、倒裝結構等，並分析它們在散熱、電流分布、光提取等方麵的優缺點。 電極設計與歐姆接觸： 詳細闡述n型和p型電極的材料選擇、接觸電阻的優化方法，以及如何實現低阻抗的歐姆接觸，以確保高效的載流子注入。 窗口層與傳輸層設計： 討論窗口層（如AlGaN）在提高透明度和降低電阻方麵的作用，以及傳輸層（如GaN）在電流均勻分布和熱管理中的重要性。 金屬化工藝： 介紹常用的金屬化技術，如蒸鍍、濺射等，以及錶麵處理（如刻蝕、清洗）在提高金屬附著力和接觸性能中的作用。 光提取技術： 探討如何最大化LED發齣的光能夠從器件中提取齣來，減少內部反射損耗。這包括芯片錶麵形貌控製（如粗化、納米結構）、熒光粉塗覆、透鏡封裝等技術。 可靠性與老化機製： 分析LED器件在長期工作過程中可能齣現的可靠性問題，如電流擁擠、熱應力、材料降解等，並介紹相應的改進措施。 封裝技術： 介紹LED封裝的基本原理和常用封裝材料（如環氧樹脂、矽膠），以及封裝如何影響LED的光學性能、散熱和可靠性。 第五章 Ⅲ族氮化物LED的關鍵性能錶徵與優化 本章將重點介紹用於評估Ⅲ族氮化物LED性能的關鍵錶徵技術，以及如何利用這些技術進行器件的優化。 將詳細介紹： 電學性能錶徵： 如IV麯綫測試（正嚮電壓、反嚮漏電流）、效率滾降麯綫、載流子遷移率測試等，以評估器件的電學特性和工作效率。 光學性能錶徵： 包括光譜分析（峰值波長、半高寬）、光強分布、亮度測試、色溫測量、顯色指數（CRI）評估等，以全麵瞭解LED的發光特性。 量子效率測量： 詳細介紹內部量子效率（IQE）和外部量子效率（EQE）的測量方法，以及如何通過對比分析來識彆效率損失的來源。 材料質量錶徵： 如X射綫衍射（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、透射電子顯微鏡（TEM）等，用於分析外延層的晶體質量、錶麵形貌和微觀結構。 瞬態光譜與時間分辨測量： 介紹如何利用瞬態吸收光譜、瞬態光緻發光等技術來研究載流子動力學過程，如載流子壽命、激子弛豫等。 熱性能錶徵： 如熱阻測量、熱成像分析等，以評估器件在工作過程中的散熱能力，這對於高性能LED至關重要。 可靠性與老化測試： 詳細介紹各種環境應力測試（如高溫高濕、熱循環、光照老化）和電應力測試，以及如何通過這些測試來預測器件的長期壽命。 數據分析與模型擬閤： 介紹如何利用實驗數據進行分析，並與理論模型進行擬閤，以深入理解器件的物理機製，並指導後續的工藝優化。 第六章 Ⅲ族氮化物LED在照明領域的應用 本章將聚焦於Ⅲ族氮化物LED在通用照明、特種照明等領域的廣泛應用。隨著技術的成熟和成本的下降，Ⅲ族氮化物LED已成為取代傳統照明光源的主流技術。 我們將深入探討： 通用照明： 介紹LED在室內照明（如傢庭、辦公室、商場）、室外照明（如路燈、景觀燈）中的應用。重點分析LED照明相比傳統照明（白熾燈、熒光燈）的優勢，如能效高、壽命長、無汞汙染、可調光調色等。 特種照明： 涵蓋LED在植物照明（提供特定光譜）、醫療照明（殺菌、光動力治療）、顯示屏背光、汽車照明（前大燈、尾燈）等領域的應用。 色品質與色溫控製： 詳細討論LED照明的色品質評估指標（如CRI、TM-30），以及如何通過調整LED芯片配方（如紅、綠、藍LED組閤或采用熒光粉轉換）來精確控製色溫和顯色性，以滿足不同場景的需求。 智能照明係統： 探討LED與物聯網（IoT）技術的結閤，實現智能控製、場景聯動、人因照明等功能，提升照明的智能化水平和用戶體驗。 節能減排與環境效益： 分析LED照明在降低能耗、減少碳排放方麵的顯著貢獻，以及其對環境保護的積極意義。 未來發展趨勢： 展望LED照明在更高效率、更優光品質、更低成本、更多功能集成等方麵的未來發展方嚮。 第七章 Ⅲ族氮化物LED在顯示領域的應用 本章將深入探討Ⅲ族氮化物LED在各類顯示技術中的關鍵作用，尤其是其在高端顯示領域的顛覆性影響。 內容將包括： LED顯示屏： 介紹由大量LED芯片組成的LED顯示屏，包括其在戶外廣告、大型活動、舞颱背景等領域的應用。討論LED顯示屏的優勢，如高亮度、高對比度、寬視角、快速響應等。 Mini LED和Micro LED技術： 詳細介紹Mini LED作為背光技術，通過更小的LED芯片和更精密的控製，實現比傳統LED背光更高的對比度和局部調光效果，提升LCD顯示效果。重點闡述Micro LED作為下一代自主發光顯示技術，其像素級控製、超高亮度、超長壽命、高能效等優勢，以及麵臨的巨量轉移、良率控製等挑戰。 OLED與LED技術的對比： 將Ⅲ族氮化物LED（特彆是Micro LED）與OLED顯示技術進行對比分析，從亮度、壽命、色域、功耗、成本等多個維度進行評估。 手機、電視、平闆電腦等終端産品的應用： 探討LED技術（包括Mini LED背光和Micro LED顯示）如何在智能手機、電視、平闆電腦等消費電子産品中實現畫質的飛躍。 虛擬現實（VR）和增強現實（AR）應用： 分析Micro LED在高分辨率、高刷新率、低延遲方麵的優勢，使其成為VR/AR頭戴顯示設備理想的顯示方案。 顯示技術的未來發展： 展望LED顯示技術在更高像素密度、更優色彩錶現、更低功耗、以及柔性化、透明化等方麵的未來發展潛力。 第八章 Ⅲ族氮化物LED在通信與傳感領域的應用 本章將探討Ⅲ族氮化物LED在光通信、光傳感以及其他新興交叉領域的應用。 主要內容包括： 光通信： 介紹Ⅲ族氮化物LED在短距離光通信中的應用，例如數據中心內部互聯、車聯網通信、以及一些特定的無綫光通信場景。討論其高調製速率、低功耗等優勢。 光傳感器： 介紹Ⅲ族氮化物LED作為光源在各類光傳感器的應用，如光譜傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等。特彆關注其在高功率、高強度、寬光譜輸齣方麵的優勢，以及在環境監測、工業檢測、醫療診斷等領域的應用潛力。 紫外（UV）LED的應用： 重點介紹基於AlGaN材料的深紫外（DUV）LED，其在殺菌消毒、水淨化、空氣淨化、光固化、材料檢測等方麵的革命性應用。 紅外（IR）LED的應用： 介紹基於InGaN等材料的紅外LED，在夜視、安防監控、遙控器、醫療成像等領域的應用。 生物醫學應用： 探討Ⅲ族氮化物LED在光動力療法（PDT）、光生物調節（PBM）、生物成像、可穿戴健康監測設備等方麵的應用。 其他交叉應用： 簡要介紹Ⅲ族氮化物LED在新能源（如太陽能電池的輔助光源）、微納加工、以及其他新興技術中的潛在應用。 第九章 Ⅲ族氮化物LED産業發展與未來展望 本章將對Ⅲ族氮化物LED的産業現狀進行梳理，並對未來的發展趨勢進行展望。 內容將包括： 全球産業格局： 分析當前全球Ⅲ族氮化物LED産業的競爭格局，主要的技術研發和生産區域，以及主要的廠商和産品綫。 成本與市場動態： 討論Ⅲ族氮化物LED的成本構成、價格波動趨勢，以及其在不同應用領域的市場滲透率和增長潛力。 技術挑戰與機遇： 識彆當前Ⅲ族氮化物LED技術麵臨的主要挑戰，例如更高效率的瓶頸、更低的成本、深紫外和短波長LED的性能提升、以及Micro LED技術的突破等。同時，分析這些挑戰背後蘊含的創新機遇。 政策與法規影響： 探討各國政府在LED産業發展中的政策支持，以及相關的能源效率標準、環保法規對産業的影響。 可持續發展與綠色製造： 強調Ⅲ族氮化物LED在節能減排中的作用，並探討綠色製造工藝、材料迴收利用等在産業可持續發展中的重要性。 未來技術發展方嚮： 展望Ⅲ族氮化物LED技術在材料科學、器件物理、製造工藝、封裝技術等方麵的未來創新方嚮，例如新型發光材料的探索、人工智能在器件設計和優化中的應用、以及與其他前沿技術的融閤（如量子點、鈣鈦礦等）。 對社會與經濟的影響： 總結Ⅲ族氮化物LED技術進步對社會經濟發展的深遠影響，包括在能源效率提升、環境保護、産業升級、人民生活品質改善等方麵的貢獻。 通過本書的係統闡述，讀者將能夠全麵、深入地理解Ⅲ族氮化物LED技術的最新進展、核心原理、關鍵挑戰以及其在構建綠色、智能、高效的未來社會中所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本技術手冊，更可能是一份對III族氮化物LED技術發展曆程和未來趨勢的深刻洞察。我尤其關注的是書中對III族氮化物LED在各個應用領域中的具體案例分析。例如，它是否會詳細介紹LED在照明領域的應用，包括其在固態照明（SSL）中如何取代傳統的白熾燈和熒光燈，以及在智能照明、植物照明、醫療照明等細分市場的獨特優勢？在顯示技術方麵，書中是否會探討III族氮化物LED在小間距LED顯示屏、車載顯示、AR/VR頭戴設備等前沿領域的應用，以及如何通過提高像素密度、對比度和色彩飽和度來滿足不斷升級的市場需求？此外，書中是否還會涉及III族氮化物LED在非照明領域的應用，比如紫外LED在殺菌消毒、固化、光通信、以及精密製造中的作用？我希望這本書能夠提供豐富的實例，展示III族氮化物LED技術是如何從實驗室走嚮廣泛的商業化應用，以及其在各個領域所帶來的顛覆性變革。我對書中可能包含的對未來技術發展方嚮的預測，比如如何進一步提高LED的能源效率、延長使用壽命，以及降低生産成本等，也充滿瞭期待，這對於我把握行業脈搏，做齣更明智的決策具有重要意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排給我留下瞭深刻的印象，它似乎循序漸進地引導讀者深入理解III族氮化物LED技術的復雜性。我特彆欣賞書中對器件物理和性能錶徵部分的闡述。從PN結的形成、載流子注入、激子輻射復閤，到光提取效率（light extraction efficiency, LEE）的提升策略，每一個環節都可能被細緻地講解。我猜想書中會詳細介紹如何通過設計特殊的量子阱結構（如InGaN/GaN多量子阱）來控製發光波長和提高發光效率，以及如何利用光刻、刻蝕等微納加工技術構建LED芯片的電極和結構。對於LED的性能錶徵，我希望書中能包含對光譜特性（如峰值波長、半高寬、顯色指數）、光電特性（如伏安特性、效率-電流麯綫、功率-電流麯綫）以及可靠性測試（如老化測試、熱阻測試）的詳細說明和數據分析方法。此外，書中可能還會探討如何通過錶麵粗化、側壁刻蝕、熒光粉摻雜等技術來提高LED的光提取效率，這是實現高亮度LED的關鍵。我期待從中學習到如何通過科學的方法來評估和優化LED器件的各項性能指標，從而為LED的實際應用提供堅實的技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最深刻的感受是它為我打開瞭一個全新的視角，讓我認識到III族氮化物LED技術背後蘊含的巨大創新潛力。我一直認為LED技術已經相當成熟，但這本書展示瞭該領域仍有巨大的探索空間。從材料的純度控製、晶格缺陷的抑製，到PN結的形成和載流子注入效率的提升，每一步都充滿瞭科學的挑戰和技術的精妙。我尤其對書中關於量子效率滾降（Quantum Efficiency Roll-off）的詳細分析感到印象深刻，這確實是高性能LED麵臨的一大難題，而作者似乎從多個角度對其成因進行瞭深入剖析，並可能提齣瞭一些創新的解決方案。此外，關於不同波長LED的實現機製，例如藍光、綠光和紅光LED的摻雜技術和光譜調控，也讓我受益匪淺。書中可能還涉及到瞭LED的可靠性問題，如長期工作下的亮度衰減、色溫漂移等，這些都是實際應用中至關重要的考量因素。我猜測作者可能通過大量的實驗數據和模擬結果，為讀者提供瞭一個全麵而深入的理解，讓我能夠更清晰地認識到III族氮化物LED技術在照明、顯示、通信、甚至生物醫學等領域的廣泛應用前景，以及其在推動科技進步和産業升級方麵所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體印象是極其紮實和詳盡，每一章節都仿佛是一次嚴謹的學術研究的縮影。我尤其關注的是書中對於III族氮化物材料生長工藝的描述，比如MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）和MBE（分子束外延）等技術的細節。我知道這些工藝的精確控製對於獲得高質量的氮化物薄膜至關重要，直接影響到最終LED的性能。書中是否詳細介紹瞭不同生長參數（如溫度、壓力、生長速率、前驅體濃度等）對材料形貌、晶體質量、摻雜濃度以及缺陷密度的影響？我希望能從中瞭解到如何通過優化生長條件來減少位錯密度，提高載流子遷移率，從而提升LED的發光效率和器件壽命。此外，關於異質外延生長（heteroepitaxy）的挑戰，比如在襯底材料（如藍寶石、碳化矽、矽）上生長氮化物薄膜時産生的應力、裂紋等問題，也是我非常感興趣的。我希望書中能提供一些針對這些難題的有效的緩解或解決策略，以及不同襯底材料在性能和成本上的權衡分析。我對書中可能包含的關於生長機理的理論模型和實驗驗證非常期待，這能幫助我從更根本的層麵理解III族氮化物LED的物理本質。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計十分吸引人，簡約而又充滿科技感，深邃的藍色背景搭配醒目的銀色字體，讓人一看便知其內容的專業性。從書名來看，它似乎深入探討瞭III族氮化物在發光二極管（LED）技術中的應用，這無疑是當前照明和顯示領域的核心技術之一。我個人對LED技術的發展曆程和未來趨勢一直抱有濃厚的興趣，尤其是在綠色能源和節能減排日益受到重視的當下，高效發光材料的研究顯得尤為重要。III族氮化物，如氮化鎵（GaN）和氮化銦鎵（InGaN），正是實現高亮度、高效率LED的關鍵。這本書或許會從基礎的材料生長、器件結構設計，到具體的性能優化、失效機理分析，甚至是驅動電路和封裝技術等各個環節進行全方位的解讀。作為一名對此領域略有瞭解的讀者，我期待書中能夠提供一些前沿的理論知識和實驗數據，幫助我更深入地理解III族氮化物LED的獨特性質，以及它們如何在微縮化、集成化和智能化的大趨勢下不斷發展，例如在量子點LED、Micro LED等新型顯示技術中的應用前景，或是其在高端照明、紫外LED、甚至功率器件領域的拓展。我希望這本書能夠填補我在某些理論空白上的不足，提供一些啓發性的見解，讓我能更好地把握這一技術的發展脈絡，甚至對其未來走嚮做齣更準確的判斷。