InGaN-based light-emitting diodes (LEDs) have higher luminescence efficiency than other materials used for the blue and green LEDs in spite of their relatively high dislocation density. Localization theory has been used to explain this phenomenon, but the direct observation of localization states in the InGaN active region has been rarely reported. In this paper, we propose an LED structure to obtain higher luminescence efficiency in the yellow-green LEDs and directly observe the transition of carriers between different localization states. The localization states were investigated and confirmed by temperature-dependent photoluminescence and excitation power-dependent photoluminescence. The value of the external quantum efficiency also exhibited a higher radiative efficiency of the quantum well with a higher degree of localization states. These results offer a promising means of realizing high-luminescence LEDs.

1.
S.
Nakamura
and
M. R.
Krames
,
Proc. IEEE
101
(
10
),
2211
(
2013
).
2.
D.
Feezell
and
S.
Nakamura
,
C. R. Phys.
19
(
3
),
113
(
2018
).
3.
B.-E.
Yeo
,
Y.-S.
Cho
, and
Y.-D.
Huh
,
Opt. Mater.
51
,
50
(
2016
).
4.
K. A.
Bulashevich
,
A. V.
Kulik
, and
S. Y.
Karpov
,
Phys. Status Solidi A
212
(
5
),
914
(
2015
).
5.
J.
Yu
,
S.
Si
,
Y.
Liu
,
X.
Zhang
,
Y.
Cho
,
Z.
Tian
,
R.
Xie
,
H.
Zhang
,
Y.
Li
, and
J.
Wang
,
J. Mater. Chem. C
6
(
30
),
8212
(
2018
).
6.
K. H.
Li
,
Y. F.
Cheung
,
W. Y.
Fu
,
K. K.-Y.
Wong
, and
H. W.
Choi
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
24
(
6
),
3801706
(
2018
).
7.
A.
Rashidi
,
M.
Monavarian
,
A.
Aragon
,
A.
Rishinaramangalam
, and
D.
Feezell
,
IEEE Electron Device Lett.
39
(
4
),
520
(
2018
).
8.
Y.
Narukawa
,
M.
Sano
,
T.
Sakamoto
,
T.
Yamada
, and
T.
Mukai
,
Phys. Status Solidi A
205
(
5
),
1081
(
2008
).
9.
Y.
Narukawa
,
M.
Ichikawa
,
D.
Sanga
,
M.
Sano
, and
T.
Mukai
,
J. Phys. D Appl. Phys.
43
(
35
),
354002
(
2010
).
10.
S.
Chichibu
,
T.
Azuhata
,
T.
Sota
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Lett.
70
(
21
),
2822
(
1997
).
11.
T.
Onuma
,
S. F.
Chichibu
,
Y.
Uchinuma
,
T.
Sota
,
S.
Yamaguchi
,
S.
Kamiyama
,
H.
Amano
, and
I.
Akasaki
,
J. Appl. Phys.
94
(
4
),
2449
(
2003
).
12.
S. F.
Chichibu
,
A.
Uedono
,
T.
Onuma
,
B. A.
Haskell
,
A.
Chakraborty
,
T.
Koyama
,
P. T.
Fini
,
S.
Keller
,
S. P.
Denbaars
,
J. S.
Speck
,
U. K.
Mishra
,
S.
Nakamura
,
S.
Yamaguchi
,
S.
Kamiyama
,
H.
Amano
,
I.
Akasaki
,
J.
Han
, and
T.
Sota
,
Nat. Mater.
5
(
10
),
810
(
2006
).
13.
Y.
Narukawa
,
Y.
Kawakami
,
S.
Fujita
,
S.
Fujita
, and
S.
Nakamura
,
Phys. Rev. B
55
(
4
),
R1938
(
1997
).
14.
K. P.
O’Donnell
,
R. W.
Martin
, and
P. G.
Middleton
,
Phys. Rev. Lett.
82
(
1
),
237
(
1999
).
15.
A.
Žukauskas
,
K.
Kazlauskas
,
G.
Tamulaitis
,
J.
Mickevičius
,
S.
Juršėnas
,
G.
Kurilčik
,
S.
Miasojedovas
,
M.
Springis
,
I.
Tale
,
Y.-C.
Cheng
,
H.-C.
Wang
,
C.-F.
Huang
, and
C. C.
Yang
,
Phys. Status Solidi C
2
(
7
),
2753
(
2005
).
16.
Y.
Narukawa
,
Y.
Kawakami
,
M.
Funato
,
S.
Fujita
,
S.
Fujita
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Lett.
70
(
8
),
981
(
1997
).
17.
S. F.
Chichibu
,
K.
Wada
,
J.
Müllhäuser
,
O.
Brandt
,
K. H.
Ploog
,
T.
Mizutani
,
A.
Setoguchi
,
R.
Nakai
,
M.
Sugiyama
,
H.
Nakanishi
,
K.
Korii
,
T.
Deguchi
,
T.
Sota
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Lett.
76
(
13
),
1671
(
2000
).
18.
M. J.
Galtrey
,
R. A.
Oliver
,
M. J.
Kappers
,
C. J.
Humphreys
,
D. J.
Stokes
,
P. H.
Clifton
, and
A.
Cerezo
,
Appl. Phys. Lett.
90
(
6
),
061903
(
2007
).
19.
T. M.
Smeeton
,
M. J.
Kappers
,
J. S.
Barnard
,
M. E.
Vickers
, and
C. J.
Humphreys
,
Appl. Phys. Lett.
83
(
26
),
5419
(
2003
).
20.
S. E.
Bennett
,
D. W.
Saxey
,
M. J.
Kappers
,
J. S.
Barnard
,
C. J.
Humphreys
,
G. D. W.
Smith
, and
R. A.
Oliver
,
Appl. Phys. Lett.
99
(
2
),
021906
(
2011
).
21.
J. A.
Davidson
,
P.
Dawson
,
T.
Wang
,
T.
Sugahara
,
J. W.
Orton
, and
S.
Sakai
,
Semicond. Sci. Technol.
15
(
6
),
497
(
2000
).
22.
T.
Wang
,
J.
Bai
,
S.
Sakai
, and
J. K.
Ho
,
Appl. Phys. Lett.
78
(
18
),
2617
(
2001
).
23.
Y.
Jiang
,
Y. F.
Li
,
Y. Q.
Li
,
Z.
Deng
,
T. P.
Lu
,
Z. G.
Ma
,
P.
Zuo
,
L. G.
Dai
,
L.
Wang
,
H. Q.
Jia
,
W. X.
Wang
,
J. M.
Zhou
,
W.
Liu
, and
H.
Chen
,
Sci. Rep.
5
,
10883
(
2015
).
24.
Y. F.
Li
,
Y.
Jiang
,
J. H.
Die
,
C. W.
Wang
,
S.
Yan
,
Z. G.
Ma
,
H. Y.
Wu
,
L.
Wang
,
H. Q.
Jia
,
W. X.
Wang
, and
H.
Chen
,
Chin. Phys. B
26
(
8
),
087311
(
2017
).
25.
T. P.
Lu
,
Z. G.
Ma
,
C. H.
Du
,
Y. T.
Fang
,
H. Y.
Wu
,
Y.
Jiang
,
L.
Wang
,
L. G.
Dai
,
H. Q.
Jia
,
W.
Liu
, and
H.
Chen
,
Sci. Rep.
4
,
6131
(
2014
).
26.
H.
Wang
,
Z.
Ji
,
S.
Qu
,
G.
Wang
,
Y.
Jiang
,
B.
Liu
,
X.
Xu
, and
H.
Mino
,
Opt. Express
20
(
4
),
3932
(
2012
).
27.
P. G.
Eliseev
,
P.
Perlin
,
J.
Lee
, and
M.
Osiński
,
Appl. Phys. Lett.
71
(
5
),
569
(
1997
).
28.
J.
Piprek
,
Phys. Status Solidi A
207
(
10
),
2217
(
2010
).
29.
M. A.
Moram
and
M. E.
Vickers
,
Rep. Prog. Phys.
72
(
3
),
036502
(
2009
).
You do not currently have access to this content.