Падение эффективности GaN-светодиодов при высоких плотностях тока: туннельные токи утечки и неполная латеральная локализация носителей в квантовых ямах InGaN/GaN

Исследуется явление падения эффективности излучения квантовых ям InGaN/GaN в светодиодных $p$–$n$-структурах при увеличении тока (droop effect). Рассматривается влияние на эффективность излучения двух основных процессов: туннельной инжекции в квантовую яму и неполной латеральной локализации носителей в композиционных флуктуациях ширины запрещенной зоны в InGaN. Резкий максимум эффективности при малых токах и резкое падение эффективности с ростом тока обусловлены туннельными утечками тока вдоль протяженных дефектов, возникающими вследствие локального увеличения прыжковой проводимости через обедненную $n$-область и соответственно локального понижения инжекционного $p$-барьера. Менее резкий пик эффективности и слабое, близкое к линейному, падение эффективности с ростом тока вызывает неполная латеральная локализация носителей в квантовой яме, связанная с замедлением скорости энергетической релаксации носителей и безызлучательной рекомбинацией подвижных носителей.