1. 量子效率基础：什么是量子效率（EQE/IQE）
做MicroLED测试这些年，我经常被问到同一个问题：「你测的量子效率，到底是个啥？」
其实说白了，量子效率就是衡量一个发光器件「电转光」能力的核心指标。你给它注入100个电子，它能吐出多少个光子？这个比例，就是量子效率。
但这里有个坑——我们通常说的量子效率，其实分两种：外量子效率（EQE）和内量子效率（IQE）。我刚开始做MicroLED测试时，就因为这俩概念没分清，被客户怼过一次。嗯，从那以后我再也不敢混着用了。
1.1 外量子效率（EQE）
EQE，全称External Quantum Efficiency。它描述的是：从器件外部能测量到的光子数，与注入的电子数之比。
公式很简单：
EQE = (出射光子数) / (注入电子数) × 100%你想想看，这个值包含了所有损耗——芯片内部的光吸收、界面反射、电极遮挡等等。所以EQE通常比IQE低不少。
我在项目中遇到过一种情况：一颗MicroLED芯片，用积分球测出来的EQE只有8%，但客户说他们设计目标是15%。后来一查，问题出在芯片侧壁的漏光上。这就是EQE能帮你发现的问题——它反映的是「实际表现」。
关键点：EQE是你能直接测到的效率，也是客户最关心的指标。它决定了你的MicroLED芯片到底「亮不亮」。
1.2 内量子效率（IQE）
IQE，全称Internal Quantum Efficiency。它描述的是：芯片内部有源区产生的光子数，与注入有源区的电子数之比。
公式：
IQE = (有源区产生的光子数) / (注入有源区的电子数) × 100%说白了，IQE反映的是材料本身的质量——你的量子阱长得好不好？缺陷多不多？非辐射复合严不严重？
IQE没法直接测量，得靠推算。我常用的方法是变温PL测试，或者结合EQE和光提取效率（LEE）反推。具体怎么算，后面章节会细讲。
我的经验：IQE做到90%以上，说明你的外延片质量相当不错了。但别高兴太早——MicroLED尺寸一缩小，IQE会急剧下降，这就是著名的「尺寸效应」。我见过不少团队，大尺寸芯片IQE做到95%，缩到10μm以下直接掉到30%。
1.3 EQE与IQE的关系
这两者的关系，用一个公式就能说清楚：
EQE = IQE × LEE其中LEE是光提取效率（Light Extraction Efficiency）。它代表有源区产生的光子中，有多少能成功逃出芯片。
你想想看，就算你的IQE是100%，如果LEE只有10%，那EQE也就10%。这就是为什么MicroLED的「光提取」是个大难题——芯片越小，侧壁面积占比越大，光越容易在内部被吸收掉。
注意：千万别把EQE和IQE混为一谈。我见过有人拿着EQE数据去吹材料质量，结果被同行当场拆穿。EQE低，不一定是材料差，也可能是光提取没做好。
2. 为什么MicroLED需要测QE
这个问题，我每次培训都会被问到。我的回答是：不测QE，你根本不知道你的MicroLED芯片到底「死」在哪一步。
传统LED测个亮度、波长就完事了。但MicroLED不一样——它太小了，小到很多宏观测试方法都失效。这时候，QE就成了最关键的诊断工具。
2.1 尺寸效应的监控
MicroLED的尺寸从几百微米缩到几微米，QE会断崖式下跌。原因有三：
- 侧壁缺陷：刻蚀过程会引入大量表面态，非辐射复合加剧
- 电流拥挤：小尺寸下电流分布不均匀，局部过热
- 光提取恶化：侧壁面积占比增大，光被吸收的概率更高
我做过一个对比实验：同样一批外延片，做成100μm的芯片，EQE能到12%；做成5μm的，EQE直接掉到3%。这就是尺寸效应的威力。
所以，测QE就是给MicroLED的「尺寸缩水」过程做体检。哪个尺寸下QE开始跳水，你的工艺瓶颈就在哪。
2.2 工艺良率的判断
MicroLED的制造工艺极其复杂——外延生长、刻蚀、钝化、电极沉积……每一步都可能引入缺陷。而QE恰恰能灵敏地反映这些缺陷。
我记得有一次，一批芯片的EQE突然从10%降到6%。排查了三天，最后发现是钝化层的沉积温度出了问题。如果没有QE数据，光靠亮度测试根本发现不了这么细微的变化。
2.3 驱动方案的优化
MicroLED通常工作在低电流密度下（比如1 A/cm²以下），而传统LED的QE测试条件往往是高电流密度。这就带来一个问题：低电流下的QE表现，才是MicroLED的真实水平。
我建议在测试时，一定要扫一个完整的电流密度-效率曲线。你会发现，很多芯片在低电流下效率极低，这就是所谓的「效率骤降」（Efficiency Droop）在作祟。
避坑指南：我曾经只测了高电流下的QE，结果给客户报了个漂亮的数据。后来客户在低电流下用，发现亮度根本不够。从那以后，我每次都会强调：MicroLED的QE测试，必须覆盖目标工作电流。
3. QE与发光效率的关系
很多人搞不清QE和发光效率（Luminous Efficiency）的区别。我打个比方你就明白了：
- QE：衡量「光子数量」——你给了多少电子，换回来多少光子
- 发光效率：衡量「人眼感知的亮度」——同样的光子数，绿光比红光看起来亮得多
说白了，QE是物理层面的效率，发光效率是生理层面的效率。
3.1 两者的换算关系
发光效率（单位：lm/W）可以通过QE换算得到：
发光效率 = EQE × (光子能量对应的流明值) / (注入电功率)其中，光子能量对应的流明值取决于波长。比如：
| 波长 | 颜色 | 每瓦特光通量（lm/W） |
|---|---|---|
| 450 nm | 蓝光 | 约 40 |
| 530 nm | 绿光 | 约 600 |
| 630 nm | 红光 | 约 200 |
你看，同样EQE=10%的芯片，绿光的发光效率可能是蓝光的15倍。这就是为什么MicroLED显示中，绿光芯片的EQE要求可以低一些——因为人眼对绿光更敏感。
注意：别拿发光效率去反推EQE，除非你知道确切的光谱分布。我见过有人用照度计测了个亮度，就声称EQE有20%，结果一算发现光谱峰值偏了20nm——全白费。
3.2 实际应用中的取舍
在MicroLED显示中，我们通常更关注EQE，因为它是「物理真实效率」。但客户往往只看「亮度」——也就是发光效率。
我的做法是：两个都测，但用不同的场景。
- 研发阶段：紧盯EQE和IQE，优化材料和工艺
- 量产阶段：用发光效率做快速筛选，配合EQE抽检
这样既能保证研发深度，又能兼顾产线速度。
一句话总结：QE是MicroLED的「体检报告」，发光效率是「成绩单」。体检报告告诉你哪里有问题，成绩单告诉客户你有多优秀。两者缺一不可。
4. 本章知识体系
下面这张图，是我自己梳理的量子效率知识框架。你可以把它当作本章的「思维导图」：
这张图把本章的核心逻辑串起来了：EQE是你能测到的，IQE是材料本身的，LEE是中间那座桥。而发光效率，则是EQE经过人眼「滤镜」后的结果。
我的习惯：每次拿到一颗新芯片，我第一件事就是测EQE曲线。如果EQE低于预期，我会先算LEE——如果LEE没问题，那问题一定出在IQE上，也就是材料或工艺有缺陷。这个排查思路，帮我省了不少时间。