Моделирование и оптимизация структурных свойств светодиодных материалов

Наличие внутренних дефектов, таких как микротрещины и дислокации (искажение правильной кристаллической решетки), ухудшает качество излучения полупроводниковых гетероструктур. Математическое и компьютерное моделирование открывают широкие возможности для улучшения структурных свойств светодиодных материалов.

Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния светодиодных подложек позволяет проводить поиск оптимальных геометрических конфигураций по критерию минимизации механических напряжений. Сотрудниками лаборатории было проведено параметрическое исследование зависимости уровня механических напряжений в подложках GaN-на-сапфире с промежуточным слоем наноколонок от геометрических параметров указанного слоя и найдены его оптимальные конфигурации.  

Рис. 1. Применение компьютерного моделирования для анализа напряженно-деформированного состояния светодиодных подложек: создание CAD-модели, её импорт в программный комплекс конечно-элементного анализа ANSYS, расчет и получение результатов.

 

Математическое моделирование позволяет оценить изменение плотности проникающих дислокаций в светодиодных подложках. Сотрудниками лаборатории было проведено исследование изменения плотности проникающих дислокаций в пористом слое GaN в зависимости от параметров данного слоя. За основу была взята реакционно-кинетическая модель взаимодействия дислокаций друг с другом и с порами, моделирование проводилось в программном пакете Mathematica.

Рис. 2. Зависимость суммарной плотности проникающих дислокаций от толщины пористого слоя для начальных плотностей дислокаций p0 и объемной пористости w