日本科學(xué)家研發(fā)氮化鎵鋁基深紫外發(fā)光二極管

2019-02-25 17:17來源:

原標(biāo)題：日本科學(xué)家研發(fā)氮化鎵鋁基深紫外發(fā)光二極管

[據(jù)sciencedaily網(wǎng)站2019年02月22日?qǐng)?bào)道]氮化鎵鋁(algan)制成的深紫外發(fā)光二極管(duv-leds)，由于其底層采用階梯狀的生長方式，能有效地將電能轉(zhuǎn)化為光能。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《applied physics letters》雜志上，將引領(lǐng)超高效發(fā)光二極管（led）的發(fā)展。

基于氮化鎵鋁(algan)的深紫外發(fā)光二極管（duv-led）在殺菌、凈水、光療和高速光通信方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，這引起了研究界的廣泛關(guān)注?？茖W(xué)家正在研究如何提高電能轉(zhuǎn)化為光能的效率。

日本東北大學(xué)的kazunobu kojima從事于量子光學(xué)的研究，如光對(duì)固態(tài)半導(dǎo)體材料的量子效應(yīng)等。他與其同事采用多種顯微技術(shù)來研究氮化鎵鋁(algan)的結(jié)構(gòu)，試圖理解影響其光電效率的原理。

他們?cè)谒{(lán)寶石襯底上生長了一層氮化鋁（aln）薄膜，并與其表面形成一個(gè)很小角度的偏差，由此制造出了一種基于氮化鎵鋁(algan)的發(fā)光二極管。接下來，他們?cè)诘X（aln）層上生長了一層含有硅雜質(zhì)的氮化鎵鋁(algan)。在此基礎(chǔ)上，又在上面生成了三個(gè)氮化鎵鋁(algan) “量子阱”。 “量子阱”是非常薄的層，它將亞原子粒子（電子和空穴）限制在垂直于“量子阱”表面的維度內(nèi)，而不限制它們?cè)谄渌S度的運(yùn)動(dòng)?！傲孔于濉表敳扛采w了一層由氮化鋁（aln）和含鋁鎂雜質(zhì)的氮化鎵鋁(algan)形成的電子阻擋層。

微觀研究表明，氮化鋁（aln）與氮化鎵鋁(algan)之間存在階梯式臺(tái)階。這些階梯式臺(tái)階會(huì)影響上方“量子阱”層的形狀。富含鎵的條紋將底部臺(tái)階與它們?cè)谏喜俊傲孔于濉睂又性斐傻奈⑿』冞B接起來。這些條紋代表了氮化鎵鋁(algan)層中電流的微路徑。研究人員說，這些微路徑以及“量子阱”層中電子和空穴局部化的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，似乎是提升發(fā)光二極管光電轉(zhuǎn)換效率的原因。

kojima說，研究小組的下一步計(jì)劃是利用這些信息來制造更高效的氮化鎵鋁基深紫外發(fā)光二極管。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所 李茜楠）

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