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省半导体院近紫外固态光源技术研发取得进展

发布时间:2018年01月22日来源:广东省科学院半导体研究所
 
    随着《联合国水俣公约》的签署及其在20178月正式生效,发展环保节能紫外固态光源以替代现已广泛应用的汞灯已受到国内外第三代半导体领域高度关注。AlGaN是发展无汞环保、便携、低功耗、低电压固态紫外光源的理想材料,而提升AlGaN基紫外发光二极管(LED)的发光效率是其在高端市场中获得应用需解决的一个重要问题。
    省半导体院从材料和器件结构多方面对高效近紫外LED展开了较系统深入的技术研发,通过采将AlGaN能带工程最后量子垒(LQB)引入紫外LED的外延结构中,有效提升了365nm紫外LED器件的发光效率,其光功率相比传统结构的紫外LED提高了47.4%
以上工作部分结果近日以“Performance enhancement of AlGaN-based 365-nm ultraviolet light-emitting diodes with band-engineering last quantum barrier”为题被光学领域国际权威期刊《Optics Letters》接受发表,省半导体院贺龙飞为论文第一作者,陈志涛高级工程师(教授级)和华南师范大学李述体研究员为共同通讯作者。该工作得到了广东省科学院创新驱动发展能力建设专项项目的资助。
    【论文链接:https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-43-3-515
 

1.(a)紫外LED器件的电致发光光谱图,其发光峰均在368nm附近;(b)研制的三种不同结构的紫外LED器件在不同电流下的光辐射功率曲线。
 
 
2.(a)三种紫外LED器件的能带图,结构B不仅能降低P型区和EBL之间的价带势垒高度从而提高空穴的注入效率,同时还提高了LQB和EBL之间的导带势垒高度从而有效地抑制了有源区的电子泄露;(b)三种紫外LED中MQWs区域附近的电子电流密度分布;(c)三种紫外LED器件的IQE图,结构B在大电流密度注入下也能保持有一个很高的内量子效率,且Droop效应也能被有效缓解。
 
(省半导体院  贺龙飞撰稿/供图)