Наскоро изследователската група по Sun Haiding and Long Shibing на Училището по микроелектроника на Университета за наука и технологии в Китай направи пробив във важния напредък на UV LED луминесценцията по отношение на използването на квантовата яма за регулиране на ъгъла на фаска от сапфир за постигане на триизмерно ограничаване на носителя.
Въпреки че ултравиолетовите лъчи представляват само 5% от енергията на слънчевата светлина, те се използват широко в човешкия живот. Понастоящем ултравиолетовата светлина се използва широко при пречистване на вода, втвърдяване на светлина, стерилизация и дезинфекция. Традиционните източници на ултравиолетова светлина обикновено използват възбуденото състояние на изпускане на живачни пари, за да генерират ултравиолетови лъчи, които имат много дефекти, като голямо генериране на топлина, висока консумация на енергия, бавна реакция, кратък живот и потенциални опасности за безопасността. Новият източник на дълбока ултравиолетова светлина използва принципа на светодиод (LED), който има много предимства пред традиционната живачна лампа. Сред тях най -важното предимство е, че не съдържа токсични живачни елементи. Изпълнението на&"Конвенцията от Минамата [GG" quot; предсказва, че използването на съдържащи живак ултравиолетови лампи ще бъде напълно забранено през 2020 г. Поради това разработването на чисто нов екологичен, високоефективен източник на ултравиолетова светлина се превърна във важно предизвикателство пред хората.
В резултат на това дълбоките ултравиолетови светодиоди (UV LED) на базата на широколентови полупроводникови материали (галиев нитрид, алуминиев галиев нитрид) се превърнаха в най-добрия избор за това ново приложение. Тази изцяло твърда система източник на светлина е високоефективна, с малки размери и с дълъг живот. Това е просто чип с размер на капак за палец и може да излъчва ултравиолетова светлина по -силна от живачна лампа. Загадката тук зависи главно от полупроводниковия материал на директната лента на III-нитрид: когато електроните в проводимата лента се рекомбинират с отвори във валентната зона, се произвеждат фотони. Енергията на фотона зависи от ширината на лентата на материала, така че учените могат да коригират състава на елементите в тройното съединение от алуминиев галиев нитрид (AlGaN), за да постигнат различни дължини на вълната на излъчване на светлина. Не винаги обаче е толкова лесно да се постигне високоефективно излъчване на светлина от UV светодиоди. Учените са открили, че когато електроните и дупките се рекомбинират, фотоните не винаги се произвеждат. Тази ефективност се нарича вътрешна квантова ефективност (IQE).
За разлика от традиционната UV LED структура, дебелината на потенциалната яма и потенциалната бариера в светлоизлъчващия слой на този нов тип структура, многослойната квантова ямка (MQW), не е еднаква. С помощта на прожекционни електронни микроскопи с висока разделителна способност, изследователите успяха да анализират квантови ямки само на няколко нанометра в микроскопичен мащаб. Проучванията показват, че атомите на галий (Ga) ще се агрегират на стъпалата на субстрата, което води до стесняване на локалната енергийна лента и с нарастването на филма, богатите на Ga и AI-богатите региони ще се разширят до DUV LED Повърхността е изкривена и огъната в триизмерно пространство, за да образува триизмерна структура с множество квантови ямки. Изследователите наричат това специално явление: фазовото разделяне на AI и Ga елементите и локализацията на носителите. Струва си да се отбележи, че в синята LED система на базата на индий-галиев нитрид (lnGaN) ln и Ga не се смесват на 100%, което води до богати на ln и богати на Ga области в материала, което води до локализирано състояние и насърчаване Зареждане. Радиационна рекомбинация на токове. Но в материалната система на AlGaN рядко се наблюдава фазово разделяне на Al и Ga. Едно от важните значения на тази работа е да се коригира изкуствено режима на растеж на материала, да се насърчи разделянето на фазите и по този начин значително да се подобрят характеристиките на излъчване на светлина на устройството.
Това изследване ще даде нови идеи за изследване и разработване на високоефективни изцяло твърди източници на UV светлина. Тази идея не изисква скъпи субстрати с шарки и сложни процеси на епитаксиален растеж. Разчитайки само на регулирането на ъгъла на скосяване на субстрата и съвпадението и оптимизирането на параметрите на епитаксиален растеж, се очаква светлинните характеристики на UV светодиодите да бъдат подобрени до височина, сравнима с тази на сините светодиоди, като се постави експеримент за мащабно приложение на мощни дълбоки UV светодиоди. И теоретична основа.
