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浅谈深紫外LED灯珠的纳米阵列是如何打破光效瓶

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因为现阶段选用AlGaN资料LED灯珠的外量子功率(EQE)一般小于10%,因而美方研究人员选用了纳米阵列的共同结构来打破这一功率瓶颈。

 研究人员以为这种AlGaN的纳米阵列结构能够战胜光线在高铝份额的AlGaN中水平方向传达的负面影响,因为横向磁(TM)偏振光效应,光线会沿着平面传达,这样会按捺光子的激起。而依据研究人员的估量,纳米阵列结构能够将光的提取功率添加至少70%。

为了能够准确的成长纳米阵列晶体,研究人员选用了选择性区域外延成长技能。

选择性成长根据C平面的GaN基蓝宝石衬底上的分子束外延成长技能(MBE)。

在经过模具外表渗氮处理后,GaN纳米阵列基底开端在995°C的环境下开端成长,而其上部的AlGaN则在935-1025°C的环境下持续成长。纳米阵列顶部选用了富铝处理。

研究人员经过运用光致发光(PL)曲线进行丈量,不同份额的AlGaN光谱规模在210-327nm。而关于280nm的深紫外LED,其纳米阵列由厚度为300nm n型GaN、80nm的n型Al0.64Ga0.36N、无掺杂Al0.48Ga0.52N以及60nm的p型Al0.64Ga0.36N。

这种结构的光致发光的光谱为283nm,全体线宽为11nm。比照不同温度的PL曲线,在室温的环境下,其内量子功率(IQE)大约为45%。

一个50 x 50μm2巨细的器材的敞开电压为4.4V,在5V的时分电流密度达到了100A/cm² 。这一特性就远远高于传统的量子阱AlGaN LED。

波长在279nm时伴随着电流的添加还有细小的蓝移现象,规模从279.6nm(50A/cm²)到278.9nm(252A/cm²)。

与此一起,研究人员预估全体输出功率为0.93W/cm2一起电流密度达到了252A/cm²。可是这种条件下的光效距离10%的方针仍有距离。

理论上全体的输出功率能够经过优化纳米阵列的尺度以及距离来增强光提取功率。并且,器材的功能也能够经过运用地道结等结构来有用的提高。



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