基于三族氮化物(III-nitride)材料的深紫外发光二极管(DUV LED)在杀菌消毒、水体净化及生化探测等领域有着广阔的应用前景, 近年来受到越来越多的关注和重视。但是，由于高Al组分AlGaN材料具有特殊的光学各向异性，对于传统c面蓝宝石衬底异质外延生长的DUV LED，其发光模式以侧面出射的TM模式为主导，而能够从表面出射的TE模式比例很低，这一特性极大限制了DUV LED的光提取效率。

为提高DUV LED的光提取效率，武汉光电国家研究中心能源光子学功能实验室先进半导体材料与器件研究团队（陈长清老师、戴江南老师、博士生龙瀚凌等人）提出通过利用MOCVD异质外延过程中的晶元内部应力，实现对量子阱有源区的应力调控，提高TE光比例，从而提升DUV LED光提取效率的方法。将DUV LED有源区的量子阱结构赝晶外延沉积于不同Al组分的AlGaN层上，实现了对量子阱应力状态的有效调制。结合倒易空间图谱，变温光致发光和偏振光致发光测试，实验结果分析可知当量子阱压应力由-0.49%增加到-0.96时，光提取因子提高了40%，表征光提取效率获得了显著提高。

图 1 倒易空间图谱（RSM）应力分析，量子阱峰值与AlGaN共Qx坐标表明实现了赝晶生长

图 2 三组不同应力状态的量子阱样品内量子效率，光致发光强度和光提取因子的对比。结果表明在压应力最大的C样品中光提取因子显著提高

2018年1月22日，该研究成果以题目“Internal strain induced significant enhancement of deep ultraviolet light extraction efficiency for AlGaN multiple quantum wells grown by MOCVD”发表在美国光学学会（OSA）旗下杂志《光学快讯》（Optics Express, 2018, 26(2): 680-686）上。该研究成果获得了国家重点研发计划（2016YFB0400901, 2016YFB0400804），中科院上海技物所（IIMDKFJJ-15-07），国家自然科学基金（61675079, 11574166, 61377034, 61774065）和武汉光电国家研究中心主任基金的支持。