给力LED:征服LED之不得不看的重要概念(二)
压电电场（piezoelectric fields）
根据结晶构造的应力而产生的压电极化而发生的电场。是导致以InGaN等GaN类半导体为发光层的蓝色LED和绿色LED的外部量子效率降低的原因之一。该现象不仅限于LED，作为降低蓝紫色半导体激光器耗电量的技术、以及实现绿色半导体激光器的技术如何避免压电电场的出现备受关注。
市场上销售的InGaN类LED产品以GaN结晶的极性面c面（0001）为生长面，以其法线方向（c轴）为生长轴，在基片上层积InGaN层等。此时，生长轴c轴方向就会产生压电电场。由于该原因，注入发光层的电子和空穴分离，导致促成发光的再结合的出现率下降。内部量子效率由此降低，从而导致外部量子效率降低。
c轴方向产生压电电场，是因为InGaN层的结晶构造歪曲变形导致出现了压电极化。构成InGaN层的InN和GaN的a轴方向的晶格常数存在的差距是产生变形的原因。除了发生压电极化外，InGaN层在结晶构造上还会产生自发极化。不过，压电极化产生的电场较大，自发极化产生的电场与压电电场相比非常小。
在半极性面和非极性面上制作LED时的优点
目前市场上销售的发光层采用InGaN的蓝色LED和绿色LED，是沿GaN的c面（0001）的法线（c轴）方向生长结晶的。不过，生长方向c轴方向上会产生压电电场，从而导致发光效率降低等。如果在相对于c面垂直的a面和m面等非极性面的法线（a轴，m轴）方向，或者相对于c面倾斜的半极性面的法线方向生长结晶，即可减弱压电电场对生长轴方向的影响。
压电电场沿c轴方向产生，因此如果将InGaN层的生长轴设置在偏离c轴的方向上的话，压电电场对生长轴方向的影响就会减弱，由此可提高外部量子效率。因此，以与GaN结晶的c面垂直，名为a面和m面的非极性面，或者相对于c面倾斜的半极性面为生长面，以每个面的法线方向为生长轴来制造InGaN类LED的研究活动越来越活跃。
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