4、相对测量法：变电流法、变温法、面积归一化法
聊完了绝对测量，咱们来聊聊相对测量法。说实话，在MicroLED的日常测试中，相对测量法用的频率反而更高。为什么？因为快、简单、对设备要求低。你不需要搭建积分球，不需要标定绝对光强，只需要一个探测器、一个温控台、一个电源，就能拿到非常有价值的相对量子效率数据。
我个人习惯把相对测量法分成三类：变电流法、变温法、面积归一化法。这三招各有各的用处，也各有各的坑。咱们一个一个说。
4.1 变电流法：看效率随电流怎么变
变电流法，说白了就是改变注入电流，看发光效率怎么变化。这是最基础、最常用的相对测量手段。
核心思路：保持温度不变，从低电流扫到高电流，记录每个电流下的发光强度。然后归一化处理，得到相对EQE随电流密度的曲线。
我在项目中遇到过一个问题：小电流下信号太弱，探测器噪声比信号还大。后来我学乖了，先用一个中等电流把光路对准，再从小电流开始扫。嗯，这里要注意，小电流下的数据点要多采几次取平均。
- 设定温度（通常25°C或85°C）
- 从1 μA或更低开始，逐步增加到额定电流
- 每个电流点稳定100-500 ms后采集光信号
- 扣除暗电流背景
- 归一化处理，绘制相对EQE曲线
你想想看，为什么要做变电流测量？因为MicroLED的efficiency droop效应非常明显。小电流下效率高，大电流下效率掉得厉害。这个曲线直接决定了你的芯片在什么亮度下工作最省电。
我曾经遇到一个客户，他们的MicroLED在10 A/cm²时效率最高，但实际产品需要工作在50 A/cm²。结果效率掉了40%。这就是典型的efficiency droop问题，变电流法一测就现原形。
4.2 变温法：温度对效率的影响有多大
变温法，顾名思义，就是固定电流，改变温度，看效率怎么变。这个测试对MicroLED尤其重要——因为MicroLED的发热问题比传统LED更严重。
为什么？芯片太小了，散热路径窄，热量散不出去。你想想看，一个10 μm的MicroLED，它的散热面积比100 μm的芯片小了100倍，但发热功率可能只小了10倍。结果就是温度飙升。
变温法的典型做法：
- 固定电流密度（比如10 A/cm²）
- 从-40°C到125°C，每10°C一个点
- 每个温度点稳定5分钟后测量
- 记录光强随温度的变化
你会看到什么？一般来说，温度升高，效率下降。但下降的斜率能告诉你很多信息。比如，如果效率在85°C时掉了超过30%，说明你的芯片有严重的非辐射复合问题——可能是缺陷太多，也可能是载流子泄漏严重。
4.3 面积归一化法：不同尺寸芯片怎么比
面积归一化法，这个是我个人觉得最容易被忽视、但又最重要的相对测量方法。MicroLED的尺寸从100 μm到1 μm都有，你怎么比较不同尺寸芯片的效率？直接比光强？不行。大芯片光强当然大，但不代表效率高。
核心思路：把测到的光强除以芯片面积，得到单位面积的光强。这样不同尺寸的芯片就能放在同一尺度下比较了。
公式很简单：
相对EQE = 光强 / (电流 × 面积)但这里有个坑——面积怎么定义？是发光面积还是电极面积？我见过有人用台面面积，有人用像素开口面积，还有人用整个芯片面积。结果数据对不上，互相吵架。
我个人习惯用发光面积，也就是实际发光的区域。对于MicroLED，这个面积通常比台面面积小10-20%，因为边缘有非辐射复合区。
| 面积定义 | 适用场景 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 台面面积 | 工艺对比 | 边缘效应会低估效率 |
| 发光面积 | 物理分析 | 需要显微成像测量 |
| 电极面积 | 器件设计 | 电流分布不均匀时误差大 |
你想想看，如果你用台面面积归一化，一个10 μm的芯片和一个50 μm的芯片，边缘非辐射复合区的占比完全不同。10 μm的芯片边缘占比大，归一化后的效率看起来就低。但实际上，如果只看发光区域，效率可能差不多。
4.4 三种方法的组合使用
这三种方法不是孤立的。在实际项目中，我通常会把它们组合起来用：
- 先用变电流法找到效率峰值电流密度
- 再用变温法评估热稳定性
- 最后用面积归一化法对比不同设计方案的优劣
举个例子，有一次我评估一个新工艺的MicroLED。变电流法显示效率峰值在5 A/cm²，比老工艺的10 A/cm²低。但变温法发现新工艺在85°C下效率只掉了15%，老工艺掉了30%。面积归一化后，新工艺的峰值效率比老工艺高了20%。综合来看，新工艺虽然峰值电流低，但热稳定性好、效率高，更适合做高亮度显示。
这就是相对测量法的魅力——不需要绝对标定，就能拿到非常有价值的对比数据。当然，如果你需要绝对量子效率值，还是得回到绝对测量法。但日常研发中，相对测量法已经能解决90%的问题了。