日本科學家研發(fā)氮化鎵鋁基深紫外發(fā)光二極管

2019-02-25 17:17來源:

原標題：日本科學家研發(fā)氮化鎵鋁基深紫外發(fā)光二極管

[據sciencedaily網站2019年02月22日報道]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，能有效地將電能轉化為光能。這一發(fā)現發(fā)表在《applied physics letters》雜志上，將引領超高效發(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用價值，這引起了研究界的廣泛關注。科學家正在研究如何提高電能轉化為光能的效率。

日本東北大學的kazunobu kojima從事于量子光學的研究，如光對固態(tài)半導體材料的量子效應等。他與其同事采用多種顯微技術來研究氮化鎵鋁(algan)的結構，試圖理解影響其光電效率的原理。

他們在藍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，他們在氮化鋁（aln）層上生長了一層含有硅雜質的氮化鎵鋁(algan)。在此基礎上，又在上面生成了三個氮化鎵鋁(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，而不限制它們在其他維度的運動。“量子阱”頂部覆蓋了一層由氮化鋁（aln）和含鋁鎂雜質的氮化鎵鋁(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)之間存在階梯式臺階。這些階梯式臺階會影響上方“量子阱”層的形狀。富含鎵的條紋將底部臺階與它們在上部“量子阱”層中造成的微小畸變連接起來。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烈運動，似乎是提升發(fā)光二極管光電轉換效率的原因。

kojima說，研究小組的下一步計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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