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NIST開發的納米線LED強度提升近5倍

2019-06-27

據悉,來自美國國家標準與技術研究所(NIST)的納米線開發科學家成功開發出了紫外發光二極管(LED),由于采用了特殊類型的外殼,其發光強度是基于更簡單外殼的同類LED產生的光強度的五倍。

紫外LED的應用領域越來越廣,包括聚合物固化、水凈化和醫療消毒等。Micro LED也是可視顯示器的焦點。日前,NIST科學家正在試驗納米線LED,用于電子和生物應用的掃描探針針尖。

這款全新的、亮度更高的LED是NITS通過其在制造高質量氮化鎵(GaN)納米線領域的專業技術開發出來的。最近,研究人員一直在試驗由摻硅GaN制成的納米線核心,這種核心具有額外的電子,被由摻鎂GaN制成的殼體包圍,而這些殼體具有多余的缺失電子的“空穴”。當電子和空穴結合時,能量以光的形式釋放,這一過程稱為電致發光。

NIST研究團隊此前曾展示過GaN LED,這種LED產生的光,來源于注入殼層的電子與空穴的重新結合。新研發的LED在殼層中添加了少量鋁,從而減少了電子溢出和光重吸收造成的損失。

Nanotechnology雜志描述了最新的研究進展,這種亮度更高的LED是由納米線制成,具有所謂的“p-i-n”結構,這是一種可將電子和空穴注入納米線的三層設計。向殼層添加鋁有助于將電子限制在納米線核心,進而促進電致發光的亮度提升五倍。

該論文的主要作者Matt Brubaker解釋道:“鋁的作用是引入電流的不對稱性,進而阻止電子流入殼層,雖然這樣一來會降低效率,但是卻可將電子和空穴限制在納米線核心。”

納米線測試結構的長約為440nm,殼厚度約為40nm。最終的LED,包括外殼,幾乎比原先大了10倍。研究人員發現,加入到制造結構中的鋁量取決于納米線的直徑。

研究團隊小組長Kris Bertness表示,目前至少有兩家公司正在開發基于納米線的Micro LED,NIST就與其中一家公司簽署了合作研發協議,以開發摻雜劑和結構表征方法。研究人員已經與掃描探針公司就在他們的探針針頭中使用NIST LED進行了初步討論,預計NIST很快會展示相關原型LED用具。

(來源:OFweek半導體照明網



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