tin tức công ty về Tiến bộ quan trọng trong hiệu suất phát sáng của điốt phát quang tia cực tím (UV LED)

Tiến bộ quan trọng trong hiệu suất phát sáng của điốt phát quang tia cực tím (UV LED)

  Bằng cách cải thiện chất lượng tinh thể vật liệu, thiết kế và phát triển cấu trúc giếng lượng tử vùng hoạt động mới bằng phương pháp epitaxy, và tích hợp đơn khối bộ chuyển đổi nhân quang vào cấu trúc thiết bị LED truyền thống, hiệu suất chuyển đổi điện-quang của điốt phát quang tia cực tím sâu (DUV LED) bán dẫn với bước sóng 280nm đã tăng lên hơn 20%.

  Đèn LED UV là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường và tiết kiệm năng lượng cho đèn thủy ngân. Thiết bị này còn được biết đến với kích thước nhỏ và tuổi thọ cao. Bằng cách thay đổi hàm lượng nhôm trong giếng lượng tử của nhôm gali nitrua (AlGaN), một vật liệu bán dẫn có dải năng lượng rộng, đèn LED UV có thể bao phủ dải quang phổ từ 210 nm đến 360 nm. Ngoài việc thay thế đèn thủy ngân trong các ứng dụng trên, đèn LED UV còn có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác do kích thước nhỏ, hiệu suất cao và bước sóng có thể điều chỉnh liên tục, giúp chúng có khả năng tiếp thị cao hơn. Theo nghiên cứu và phân tích thị trường, quy mô thị trường đèn LED UV sẽ tăng từ 500 triệu đô la Mỹ vào năm 2019 lên 1 tỷ đô la Mỹ vào năm 2023, hoặc thậm chí cao hơn.

  Nghiên cứu cho thấy rằng chúng ta có thể áp dụng nhiều phương pháp sáng tạo để cải thiện hiệu quả, chủ yếu bao gồm: giảm khuyết tật và sai lệch trong lớp epitaxy; cải thiện hiệu quả pha tạp loại n và loại p để tạo thành một lớp dẫn điện nhằm cải thiện hiệu quả tiêm dòng điện; thiết kế cấu trúc thiết bị để cải thiện hiệu quả trích xuất ánh sáng và hiệu quả chuyển đổi; và sử dụng giếng và rào cản lượng tử dựa trên AlGaN mới trong vùng phát sáng hoạt động.

  Chúng tôi đã phát triển các cấu trúc dị thể của đèn LED UV của chúng tôi trên sapphire, một chất nền trong suốt giá rẻ. Chúng tôi đã tránh sử dụng chất nền AlN đơn tinh thể vì chúng quá đắt. Nhược điểm của sapphire là nó có sự không tương thích về mạng tinh thể và giãn nở nhiệt với nitrua, dẫn đến chất lượng tinh thể kém và không có lợi cho sự tái hợp bức xạ của các hạt tải trong vùng hoạt động. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã chuyển sang các chất nền sapphire có hoa văn với các cấu trúc hình kim tự tháp trên bề mặt và phát triển các màng AlN chất lượng cao bằng phương pháp phát triển ngang. Dựa trên độ rộng nửa chiều cao của đường cong lắc nhiễu xạ tia X, chúng tôi suy ra rằng mật độ sai lệch của màng nhỏ hơn 3 x 108 cm-2. Ngoài ra, chúng tôi đã thực hiện các thử nghiệm không gian nghịch đảo, cho thấy rằng ứng suất lớp epitaxy đã được giải phóng hoàn toàn. Dựa trên những phát hiện này, chúng tôi biết rằng việc giảm sai lệch có thể ngăn chặn sự tái hợp không bức xạ trong vùng hoạt động của đèn LED UV và cuối cùng cải thiện hiệu quả tái hợp bức xạ của các thiết bị này.