廈門大學物理與(yu) 機電工程學院一個(ge) 研究小組通過在高鋁組分氮化物深紫外線發光二極管(LED)表麵覆蓋一層超薄鋁膜,從(cong) 而破解製約這一發光器件得以更廣泛應用的“光抽取效率”關(guan) 鍵難題,為(wei) 未來此類器件在醫療、環保、軍(jun) 事等領域的產(chan) 業(ye) 化應用開啟新的方法和思路。
廈門大學12日介紹說,這一研究成果日前已刊登在《自然》出版集團旗下涵蓋自然科學所有領域的在線開放刊物《科學報道》上。
所謂深紫外線,是指波長短於(yu) 280納米的紫外線。這種光源可在水及空氣淨化、疾病治療、信息技術等領域發揮獨特作用。但長期以來,受限於(yu) 高鋁組分氮化物本征特性和製備工藝,從(cong) 發光二極管抽取深紫外線的效率非常低,這也就意味著電轉化為(wei) 可用光的部分很少,造成了“光能”的流失,大大製約了深紫外線發光二極管的更廣泛應用。
廈大物理與(yu) 機電工程學院康俊勇教授研究組下的課題小組將目光“鎖定”這項研究。經過幾年攻關(guan) ,課題小組副教授黃凱與(yu) 博士生高娜等成員借用一個(ge) 超薄鋁膜破解了這一難題:當課題組在一個(ge) 深紫外線發光二極管表麵鍍上一層僅(jin) 有5納米的超薄鋁膜時,驚奇地發現,這層鋁膜不但沒有像傳(chuan) 統鏡子一樣將器件發出的光更多地反射回去,反而巧妙地將器件向側(ce) 麵射出的光收集起來,穿過鋁膜層,神奇地從(cong) 正麵射出,實現了光抽取效率的提高。
黃凱解釋說,“這是因為(wei) 當鋁膜做的非常薄之後,其中的納米效應使它不同於(yu) 傳(chuan) 統鏡子將光反射回去,而是集中吸收,實現光的收集和正麵發射。”
試驗表明,這層鋁製“外衣”對紫外線發光二極管光抽取效率的“貢獻度”將隨波長的不同而不同。一般說來,波長越短的光,效率越高。數據顯示,同是鍍上這層鋁膜,波長約310納米的紫外線發光二極管,光抽取效率可提高約20%;波長約290納米的紫外線發光二極管,光抽取效率可提高約50%;而對於(yu) 波長約280納米的深紫外線發光二極管來說,光抽取效率則可提高130%。
這樣的結果令課題組成員倍受鼓舞。目前,他們(men) 仍在改進方法,力爭(zheng) 進一步提高深紫外線發光二極管的光抽取效率。
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