異質結界面處的極化場與其兩側材料的極化場相關,AF4953P假設一孤立的應變量子阱外延在無應變的量子壘(QB)上,那么極化場則為:P=P叩,Qw+Ppz,Qw―PP,QB對于可見光LED,量子阱材料通常為InGaN,GaN和InN中的自發極化相差很小,而晶格失配卻很大。因此,在研究InGaN量子阱的極化場時,可忽略自發極化的影響。

   與其他Ⅲ-V族化合物不同,Ⅲ族氮化物半導體具有很強的自發極化和壓電極化效應。在Ⅲ族氮化物超晶格、量子阱以及異質結等功能結構中,極化效應引起的強極化電場對其電場分布、載流子分布以及電學和光學性質的影響不容忽視。

   氮化物LED通常采用沿(00OI)方向生長的多量子阱結構。量子阱與壘之間存在晶格失配,因此量子阱中存在應變,產生了很強的極化場,如圖2-5(a)所示。在極化場作用下,有源區能帶發生傾斜,電子與空穴被分離到量子阱的不同側,載流子波函數的重疊減少,從而降低了載流子復合發光的概率,導致LED發光效率下降,如圖⒉5(b)所示。這一現象還造成載流子在量子阱內帶間躍遷復合發光的能量與禁帶寬度不同,出現發光波長紅移,且紅移量隨阱寬的增加而增大。當注入大電流或用高功率的光激發時,高密度的電子和空穴移向阱的不同方向,并產生了與極化電場方向相反的電場,部分削弱量子阱內的極化場強度,致使發光波長發生藍移,此即為量子限制斯塔克效應。