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              美研究人員開發(fā)新方法 或可讓LED達(dá)到零光衰?

              2016/8/3 9:46:58 作者: 來源:LEDinside
              摘要:伊利諾大學(xué)香檳分校研究人員發(fā)展出一種新的方法,提升綠光LED亮度并且提高其效率。

                伊利諾大學(xué)香檳分校研究人員發(fā)展出一種新的方法,提升綠光LED亮度并且提高其效率。

                

                伊利諾大學(xué)的電氣與計(jì)算機(jī)工程系助理教授Can Bayram發(fā)展出一種新的方法,提升綠光LED亮度并且提高其效率。(所有圖片來源:伊利諾大學(xué))

                使用產(chǎn)業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體長晶技術(shù),研究人員在硅基板上制造氮化鎵(GaN)晶體,這種晶體能夠產(chǎn)生高功率的綠光,應(yīng)用于固態(tài)照明。

                伊利諾大學(xué)的電氣與計(jì)算機(jī)工程系助理教授Can Bayram表示:“這是一個(gè)具有突破性的制程,研究人員成功在可調(diào)式的CMOS硅制程上生產(chǎn)新的原料,也就是方形氮化鎵 (cubic GaN),這種原料主要用于綠色波長射極?!?/p>

                將半導(dǎo)體用于感測以及通訊能夠打開可見光通訊的應(yīng)用,而光通訊正是徹底改變光應(yīng)用的技術(shù)。支援CMOS制程的LED能夠達(dá)到快速、高效率、低功率且多重應(yīng)用的綠光LED同時(shí)能夠省下許多制程裝置的費(fèi)用。

                通常GaN形成一至兩種晶體結(jié)構(gòu),六方形或立方體。六方形GaN為熱穩(wěn)定,且是傳統(tǒng)半導(dǎo)體的應(yīng)用。不過,六角形GaN較容易出現(xiàn)偏振現(xiàn)象,內(nèi)部的電場將負(fù)電子與正電子分開,防止他們結(jié)合,因此而造成光輸出效率下降。

                截至目前為止,研究人員只能使用分子束外延(Molecular beam epitaxy)制造方形GaN,這樣的制程非常昂貴且與MOCVD制程相較之下非常費(fèi)時(shí)。

                

                研究人員成功在可調(diào)式的CMOS硅制程上生產(chǎn)新的原料,也就是方形氮化鎵 (cubic GaN),這種原料主要用于綠色波長射極

                Bayram表示:“微影技術(shù)(lithography)以及等向性蝕刻技術(shù)在硅上制造U行凹槽。這層非導(dǎo)電阻隔層扮演了將六角形塑型至方形的關(guān)鍵角色。我們的GaN沒有內(nèi)部的電場能夠隔開電子,因此,可能會(huì)發(fā)生重疊問題,電子和凹洞更快速結(jié)合并制造光線。”

                Bayram和Liu相信他們的方形GaN晶體可能可以成功讓LED達(dá)到零光衰(droop)。對(duì)綠色、藍(lán)色或UV LED而言,這些LED的發(fā)光效率都會(huì)隨著通過電流的輸入而逐漸衰退,也就是所謂的光衰。

                這次的研究顯示出偏振在光衰的問題中有舉足輕重的地位,將電子推離凹槽,尤其是低輸入電流的情況下。在零偏振的情況下,方形LED能夠達(dá)成更厚的發(fā)光層并解決減少的電子和凹槽重疊以及電流過載。

                效能較好的綠色LED將會(huì)成功打開新的LED固態(tài)照明應(yīng)用。舉例而言,這些LED將可借由混色發(fā)出白光并且達(dá)到節(jié)能效果。其他先進(jìn)的應(yīng)用也涵括利用無熒光的綠色LED制造超平行LED的應(yīng)用、水中通訊以及例如光遺傳學(xué)以及偏頭痛等生物科技應(yīng)用。


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