εταιρικά νέα για Σημαντική πρόοδος στην φωτεινή απόδοση των υπεριώδεις διόδων εκπομπής φωτός (UV LED)

Σημαντική πρόοδος στην φωτεινή απόδοση των διόδων εκπομπής υπεριώδους φωτός (UV LEDs)

  Με τη βελτίωση της ποιότητας των κρυστάλλων του υλικού, τον σχεδιασμό και την επιταξιακή ανάπτυξη μιας νέας δομής κβαντικού πηγαδιού ενεργού περιοχής και την μονολιθική ενσωμάτωση ενός μετατροπέα φωτοπολλαπλασιαστή στη δομή της παραδοσιακής συσκευής LED, η ηλεκτρο-οπτική απόδοση μετατροπής της ημιαγωγικής διόδου εκπομπής βαθύ υπεριώδους (DUV LED) με μήκος κύματος 280nm αυξήθηκε σε περισσότερο από 20%.

  Τα UV LEDs είναι μια φιλική προς το περιβάλλον και ενεργειακά αποδοτική εναλλακτική λύση στους λαμπτήρες υδραργύρου. Αυτή η συσκευή είναι επίσης γνωστή για το μικρό της μέγεθος και τη μεγάλη διάρκεια ζωής της. Με την αλλαγή της περιεκτικότητας σε αλουμίνιο στο κβαντικό πηγάδι του νιτριδίου αλουμινίου γαλλίου (AlGaN), ενός ημιαγωγού υλικού ευρείας ζώνης, τα UV LEDs μπορούν να καλύψουν το φασματικό εύρος από 210 nm έως 360 nm. Εκτός από την αντικατάσταση των λαμπτήρων υδραργύρου στις παραπάνω εφαρμογές, τα UV LEDs μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε άλλες εφαρμογές λόγω του μικρού τους μεγέθους, της υψηλής απόδοσης και του συνεχώς ρυθμιζόμενου μήκους κύματος, καθιστώντας τα πιο εμπορεύσιμα. Σύμφωνα με την έρευνα και ανάλυση της αγοράς, το μέγεθος της αγοράς των UV LEDs θα αυξηθεί από 500 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2019 σε 1 δισεκατομμύριο δολάρια ΗΠΑ το 2023, ή και περισσότερο.

  Η μελέτη διαπίστωσε ότι μπορούμε να υιοθετήσουμε μια ποικιλία καινοτόμων προσεγγίσεων για τη βελτίωση της απόδοσης, συμπεριλαμβανομένων κυρίως: της μείωσης των ελαττωμάτων και των εξαρθρώσεων στο επιταξιακό στρώμα. της βελτίωσης της απόδοσης ν-τύπου και p-τύπου ντόπινγκ για τη δημιουργία ενός αγώγιμου φιλμ για βελτιωμένη απόδοση έγχυσης ρεύματος. του σχεδιασμού της δομής της συσκευής για τη βελτίωση της απόδοσης εξαγωγής φωτός και της απόδοσης μετατροπής. και της χρήσης ενός νέου κβαντικού πηγαδιού και φραγμού με βάση το AlGaN στην ενεργό περιοχή εκπομπής φωτός.

  Αναπτύξαμε τις ετεροδομές των UV LEDs μας σε ζαφείρι, ένα φθηνό διαφανές υπόστρωμα. Αποφύγαμε τη χρήση υποστρωμάτων AlN μονοκρυστάλλων επειδή είναι πολύ ακριβά. Το μειονέκτημα του ζαφειριού είναι ότι έχει μια ασυμφωνία πλέγματος και θερμικής διαστολής με τα νιτρίδια, η οποία έχει ως αποτέλεσμα κακή ποιότητα κρυστάλλων και δεν ευνοεί την ακτινοβολική ανασυνδυασμό των φορέων στην ενεργό περιοχή. Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το ζήτημα, στραφήκαμε σε υποστρώματα ζαφειριού με μοτίβο με πυραμιδικές δομές στην επιφάνεια και επιταξιακά αναπτύξαμε φιλμ AlN υψηλής ποιότητας χρησιμοποιώντας πλευρική υπερανάπτυξη. Με βάση το μισό πλάτος της καμπύλης διάθλασης ακτίνων Χ, συμπεράναμε ότι η πυκνότητα των εξαρθρώσεων του φιλμ ήταν μικρότερη από 3 x 108 cm-2. Επιπλέον, πραγματοποιήσαμε δοκιμές αμοιβαίου χώρου, οι οποίες έδειξαν ότι η τάση του επιπλέον στρώματος απελευθερώθηκε πλήρως. Με βάση αυτά τα ευρήματα, γνωρίζουμε ότι η μείωση των εξαρθρώσεων μπορεί να καταστείλει την μη-ακτινοβολική ανασυνδυασμό στην ενεργό περιοχή των UV LEDs και τελικά να βελτιώσει την απόδοση ακτινοβολικού ανασυνδυασμού αυτών των συσκευών.