論文の概要: Efficient Analysis of Carrier Transport and TM-TE Emission in AlGaN UVC LEDs via Multi-band Localization Landscape Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03753v1
- Date: Sat, 04 Jul 2026 07:57:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.70626
- Title: Efficient Analysis of Carrier Transport and TM-TE Emission in AlGaN UVC LEDs via Multi-band Localization Landscape Theory
- Title（参考訳）: マルチバンドローカライゼーションランドスケープ理論によるAlGaN UVCLEDのキャリア輸送とTM-TEエミッションの効率的な解析
- Abstract要約: AlGaN系UVCLEDは,高Al含有量で低孔閉じ込めとひずみ誘起帯支配に悩まされる。
本研究では、固有値問題を置き換える代替として、ひずみの効果を含むマルチバンド局所化ランドスケープ(LL)モデルを適用する。
我々は3次元k.p計算の結果と同様の放射スペクトルと吸収スペクトルの傾向を再現するが、シミュレーション時間を大幅に短縮する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24629531282150877
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: AlGaN-based UVC LEDs (220-250 nm) suffer from poor hole confinement and strain-induced |Z>-band dominance at high Al content (>60%), leading to increased TM emission and reduced external quantum efficiency (EQE). While conventional k.p models combined with Schrodinger, Poisson, and drift-diffusion solvers are widely used to study optical transitions, they are computationally expensive. In this work, we apply the multiband Localization Landscape (LL) model, including the effect of strain, as an alternative that replaces the eigenvalue problem to efficiently capture quantum effects and carrier localization. Using the 3D multi-band LL model with the Wigner-Weyl formalism, we reproduce emission and absorption spectra trends similar to the results in 3D k.p calculations, but with significantly reduced simulation time. The polarization ratio also agrees well with published experimental results across a wide spectral range. Furthermore, we analyze electrical characteristics such as band structure, polarization switching, and carrier confinement under alloy fluctuations and strain. This multi-band LL-based approach provides a fast and reliable solution for understanding and optimizing UVC LED performance.
- Abstract（参考訳）: AlGaN系UVCLED (220-250 nm) は, 高Al含有量 (60%) での低孔閉じ込めとひずみ誘起帯支配に悩まされ, TM発光の増大と外部量子効率の低下 (EQE) を招いた。
従来のk.pモデルとシュロディンガー、ポアソン、ドリフト拡散解法の組み合わせは、光学遷移の研究に広く用いられているが、計算上は高価である。
本研究では,ひずみ効果を含むマルチバンド局所化ランドスケープ(LL)モデルを固有値問題に代わる代替として適用し,量子効果とキャリアローカライゼーションを効率的に捉える。
Wigner-Weyl形式を用いた3次元マルチバンドLLモデルを用いて、3次元k.p計算の結果と同様の放射スペクトルと吸収スペクトルの傾向を再現するが、シミュレーション時間を大幅に短縮する。
偏光率も広いスペクトル範囲にわたる実験結果とよく一致している。
さらに, 合金揺らぎおよびひずみ下での帯状構造, 偏光スイッチング, キャリア閉じ込めなどの電気的特性を解析した。
このマルチバンドLLベースのアプローチは、UPVLEDの性能を理解し最適化するための高速で信頼性の高いソリューションを提供する。
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