深紫外光是指波長100納米到280納米之間的光波,在殺菌消毒、醫療、生化檢測、高密度信息儲(chu) 存和保密通訊等領域有重大應用價(jia) 值。與(yu) 汞燈紫外光源相比,基於(yu) 氮化鋁镓(AlGaN)材料的深紫外發光二極管(LED)具備堅固、節能、壽命長、無汞環保等優(you) 點,正逐步滲入汞燈的傳(chuan) 統應用領域。同時,深紫外LED的獨特優(you) 勢又激發了許多新的消費類電子產(chan) 品應用,如白色家電的消毒模塊、便攜式水淨化係統、手機消毒器等,從(cong) 而展現出廣闊的市場前景,成為(wei) 繼半導體(ti) 照明LED之後,全球LED研究與(yu) 投資的新熱點。
研究報告顯示,未來LED市場可能被劃分為(wei) 兩(liang) 部分,一部分是麵向通用照明的可見光LED,另一類則是以高科技創新為(wei) 特色的深紫外LED。與(yu) 可見光LED相比,目前深紫外LED的發光效率和光輸出功率普遍較低。中國科學院半導體(ti) 研究所研究員張韻認為(wei) ,要從(cong) 根本上提高氮化鋁镓基深紫外LED發光效率低和出光功率低兩(liang) 大性能瓶頸,重點要研究如何突破低位錯密度的AlN和AlGaN材料核心外延與(yu) 摻雜技術,設計出高量子效率和高光提取效率的LED器件結構,以及開發高可靠性的芯片製備工藝和光珠封裝技術。
作為(wei) 國內(nei) 氮化鋁镓基深紫外LED的重要研發機構,中國科學院半導體(ti) 研究所半導體(ti) 照明研發中心在國家863計劃的支持下,在氮化鋁镓材料的外延生長和摻雜以及深紫外LED芯片的製備工藝等方麵積累了多年研發經驗,目前已成功實現發光波長從(cong) 260納米到300納米的深紫外LED芯片係列,並已具備產(chan) 業(ye) 化批量生產(chan) 能力。
科研人員在《應用物理快報》發表論文指出,利用納米球技術製作的納米圖形襯底,不但改善了材料質量,而且提高了光提取效率。280納米的深紫外LED在20毫安電流下,光輸出功率達到3毫瓦以上,外量子效率和光輸出功率相對於(yu) 傳(chuan) 統平麵襯底提高近1倍。他們(men) 還通過優(you) 化封裝工藝,使封裝後的深紫外LED光珠實現了超過4毫瓦的光輸出功率。2013年,中科院半導體(ti) 所的深紫外LED關(guan) 鍵材料及器件製備技術被鑒定為(wei) 國內(nei) 領先、國際先進。
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