Nedavno je istraživačka grupa Sun Haiding and Long Shibing sa Fakulteta za mikroelektroniku Univerziteta za nauku i tehnologiju u Kini napravila iskorak u važnom napretku performansi UV LED luminescencije u pogledu upotrebe kutne bušotine sa safirnom podlogom za postizanje trodimenzionalnog zatvaranja nosača.
Iako ultraljubičasti zraci čine samo 5% energije sunčeve svjetlosti, oni se široko koriste u ljudskom životu. Trenutno se ultraljubičasto svjetlo široko koristi u pročišćavanju vode, stvrdnjavanju svjetlom, sterilizaciji i dezinfekciji. Tradicionalni izvori ultraljubičastog svjetla općenito koriste pobuđeno stanje pražnjenja živine pare za stvaranje ultraljubičastih zraka, koje imaju mnoge nedostatke, poput velike proizvodnje topline, velike potrošnje energije, sporog odziva, kratkog vijeka trajanja i potencijalnih opasnosti po sigurnost. Novi izvor duboko ultraljubičastog svjetla koristi princip svjetlosne diode (LED), koji ima mnoge prednosti u odnosu na tradicionalne živine lampe. Među njima, najvažnija prednost je ta što ne sadrži otrovne elemente žive. Implementacija&"Minamata konvencije [GG" quot; predviđa da će upotreba ultraljubičastih svjetiljki koje sadrže živu biti potpuno zabranjena 2020. Stoga je razvoj potpuno novog ekološki prihvatljivog izvora ultraljubičastog zračenja visoke učinkovitosti postao važan izazov.
Kao rezultat toga, duboke ultraljubičaste diode koje emitiraju svjetlost (UV LED) na bazi poluprovodničkih materijala širokog pojasa (galijev nitrid, aluminij galijev nitrid) postale su najbolji izbor za ovu novu primjenu. Ovaj polu-čvrsti sistem izvora svjetlosti je visoko efikasan, malih dimenzija i dugog vijeka trajanja. To je samo čip veličine poklopca palca i može emitirati ultraljubičasto svjetlo jače od živine lampe. Misterija ovdje uglavnom ovisi o poluvodičkom materijalu direktnog pojasa III-nitrida: kada se elektroni u zoni provodljivosti rekombiniraju s rupama u valentnom pojasu, stvaraju se fotoni. Energija fotona ovisi o pojasu materijala, pa naučnici mogu prilagoditi sastav elemenata u trostrukom spoju aluminij -galijevog nitrida (AlGaN) kako bi postigli različite valne duljine emisije svjetlosti. Međutim, nije uvijek tako jednostavno postići visokoučinkovitu emisiju svjetlosti UV LED dioda. Naučnici su otkrili da kada se elektroni i rupe rekombiniraju, fotoni se ne proizvode uvijek. Ova efikasnost se naziva interna kvantna efikasnost (IQE).
Za razliku od tradicionalne UV LED strukture, debljina potencijalne jažice i potencijalne barijere u sloju koji emitira svjetlost ove nove vrste strukture, višeslojne kvantne jame (MQW), nije ujednačena. Uz pomoć projekcijskih elektronskih mikroskopa visoke rezolucije, istraživači su uspjeli analizirati strukture kvantnih bušotina od samo nekoliko nanometara na mikroskopskoj skali. Studije su pokazale da će se atomi galija (Ga) agregatirati na koracima podloge, što dovodi do sužavanja lokalnog energetskog pojasa, a kako film raste, područja bogata Ga i AI bogata će se širiti na DUV LED Površina je iskrivljena i savijena u trodimenzionalnom prostoru kako bi formirala trodimenzionalnu strukturu više kvantnih bušotina. Istraživači ovaj fenomen nazivaju: fazno razdvajanje elemenata AI i Ga i lokalizacija nosača. Vrijedno je istaknuti da se u plavom LED sistemu na bazi indij-galij-nitrida (lnGaN) ln i Ga ne mogu 100% miješati, što rezultira regijama bogatim ln-om i Ga unutar materijala, što rezultira lokaliziranim stanjem i promovira učitavanje. Zračna rekombinacija struja. Ali u sistemu materijala AlGaN rijetko se vidi fazno razdvajanje Al i Ga. Jedno od važnih značenja ovog rada je umjetno prilagođavanje načina rasta materijala, promicanje razdvajanja faza i na taj način uvelike poboljšati svjetlosne karakteristike uređaja.
Ovo istraživanje će pružiti nove ideje za istraživanje i razvoj visoko efikasnih, čvrstih izvora UV svjetlosti. Ova ideja ne zahtijeva skupe podloge s uzorkom i složene epitaksijalne procese rasta. Oslanjajući se samo na podešavanje kuta kosine podloge i usklađivanje i optimizaciju epitaksijalnih parametara rasta, očekuje se da se svjetlosne karakteristike UV LED dioda mogu poboljšati na visinu usporedivu s onom plavih LED dioda, postavljajući eksperiment za velika primjena dubokih UV LED dioda velike snage. I teorijske osnove.
