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疑難問答

深紫外LED燈珠利用納米陣列能否打破光效瓶頸?

時(shí)間:2021-12-01 預(yù)覽:979


 

研究人員認(rèn)為,這種AlGaN納米陣列結(jié)構(gòu)可以克服鋁含量高的AlGaN中水平方向光傳輸?shù)呢?fù)面影響,橫向磁(TM)偏振效應(yīng)使光沿平面?zhèn)鬏?,抑制激發(fā)光子的增加。根據(jù)研究人員的估計(jì),納米陣列結(jié)構(gòu)可以將光提取能力提高至少70%。

 

為了準(zhǔn)確地生長(zhǎng)納米陣列晶體,研究人員使用了選擇性區(qū)域外延生長(zhǎng)技術(shù)。選擇性生長(zhǎng)基于在C GaN 基藍(lán)寶石襯底上的分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)(MBE)。模具表面氮化后,GaN 納米陣列襯底在995C 開始生長(zhǎng),而頂部的AlGaN 935-1025C 繼續(xù)生長(zhǎng)。在納米陣列的頂部使用了富鋁處理。研究人員使用光致發(fā)光(PL) 曲線進(jìn)行測(cè)量,不同共享的AlGaN 光譜在210-327 nm 范圍內(nèi)。對(duì)于280nm 深紫外LED,納米陣列由300nm nGaN80nm n Al0.64Ga0.36N、未摻雜的Al0.48Ga0.52N 60nm p Al0.64Ga0.36N 組成。該結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光光譜為283 nm,總線寬為11 nm。比較不同溫度下的PL 曲線,室溫下的內(nèi)量子功率(IQE) 約為45%。

 

50 x 50 m2 器件的開路電壓為4.4 V、5 V 時(shí)的電流密度為100 A/cm2。這一特性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的量子阱AlGaN LED。當(dāng)波長(zhǎng)為279 nm 時(shí),隨著279.6 nm (50 A/cm2) 278.9 nm (252 A/cm2) 范圍內(nèi)的電流的增加,會(huì)出現(xiàn)輕微的藍(lán)移。

研究人員共同估計(jì)總輸出功率為0.93W/cm2,電流密度達(dá)到252A/cm2。然而,在這些條件下,要實(shí)現(xiàn)10%的發(fā)光效率目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。

 

理論上,可以通過優(yōu)化納米陣列的尺寸和距離來優(yōu)化整體輸出,以提高光提取能力。隧道結(jié)和其他結(jié)構(gòu)也可用于有效增強(qiáng)設(shè)備的功能。

 

 


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