繁華的城市離不開LED燈的裝飾，相信大家都見過LED，它的身影已經出現在了我們的生活的各個地方，也照亮著我們的生活。中國科學技術大學微電子學院孫海定和龍世兵課題組利用藍寶石襯底斜切角調控量子阱實現三維載流子束縛，在提升紫外發(fā)光二極管(LED)發(fā)光性能方面取得重要進展。相關研究成果近日發(fā)表于《先進功能材料》。

傳統(tǒng)的紫外光源一般采用汞蒸氣放電的激發(fā)態(tài)來產生紫外線，有功耗高、發(fā)熱量大、壽命短、反應慢、存在安全隱患等缺陷。新型深紫外光源則采用LED發(fā)光原理，相對傳統(tǒng)的汞燈擁有諸多優(yōu)點?；趯捊麕О雽w材料如氮化鎵鋁的深紫外發(fā)光二極管，體積小、效率高、壽命長，拇指蓋大小的芯片可以發(fā)出比汞燈還要強的紫外光，通過調節(jié)氮化鎵鋁中的元素組分，可以精密實現不同波長的發(fā)光。然而，紫外LED的高效發(fā)光并不容易，這取決于內量子效率，即電子和空穴復合時產生的光子效率。

在該研究中，研究人員巧妙通過調控藍寶石襯底的斜切角，大幅提升紫外LED的內量子效率和器件發(fā)光功率。課題組發(fā)現，當提高襯底的斜切角時，紫外LED內部的位錯得到明顯抑制，器件發(fā)光強度明顯提高。當斜切角襯底達到4度時，器件熒光光譜的強度提升了一個數量級，而內量子效率也達到了破紀錄的90%以上。

此項研究僅依靠襯底的斜切角的調控以及外延生長參數的匹配優(yōu)化，就有望將紫外LED的發(fā)光特性提高到與藍光LED相媲美的高度，為高功率深紫外LED的大規(guī)模應用奠定了實驗和理論基礎。雖然LED在生活中處處可見，但是LED也還有一些不足需要我們的設計人員擁有更加專業(yè)的知識儲備，這樣才能設計出更加符合生活所需的產品。