Avanços importantes na eficiência luminosa dos diodos emissores de luz ultravioleta (LED UV)
Melhorando a qualidade do cristal do material, projetando e cultivando epitaxialmente uma nova estrutura de poço quântico da região ativa,e integrar monolitamente um conversor fotomultiplier na estrutura tradicional do dispositivo LED, a eficiência de conversão eletro-óptica do LED ultravioleta profunda semicondutor (DUV LED) com um comprimento de onda de 280 nm foi aumentada para mais de 20%.
Os LEDs UV são uma alternativa ecológica e de poupança de energia às lâmpadas de mercúrio.Ao alterar o teor de alumínio no poço quântico de nitruro de gálio de alumínio, um material semicondutor de banda larga, os LEDs UV podem cobrir a faixa espectral de 210 nm a 360 nm.Os LEDs UV também podem ser utilizados em outras aplicações devido ao seu pequeno tamanho, alta eficiência e comprimento de onda ajustável continuamente, tornando-os mais comercializáveis.O tamanho do mercado de LEDs UV crescerá de US$ 500 milhões em 2019 para US$ 1 bilhão em 2023, ou mesmo mais alto.
O estudo revelou que podemos adotar uma variedade de abordagens inovadoras para melhorar a eficiência, incluindo principalmente: reduzir defeitos e luxações na camada epitaxial;Melhoria da eficiência de dopagem do tipo n e do tipo p para formar uma película condutora para melhorar a eficiência da injeção de corrente■ conceber a estrutura do dispositivo para melhorar a eficiência da extracção e conversão de luz; e utilizar um novo poço e barreira quânticos baseados em AlGaN na área de emissão de luz ativa.
Cultivámos as heterostructuras dos nossos LEDs UV em safira, um substrato transparente de baixo custo. Evitámos usar substratos de AlN de cristal único porque são muito caros.A desvantagem do safiro é que ele tem uma rede e uma expansão térmica que não corresponde aos nitritos, o que resulta numa má qualidade cristalina e não é propício à recombinação radiativa dos portadores na região activa.Nós nos voltamos para substratos de safira padronizados com estruturas piramidais na superfície e epitaxialmente cresceu filmes de alta qualidade AlN usando crescimento excessivo lateralCom base na metade da largura da curva de balanço da difração de raios X, inferimos que a densidade de deslocação do filme era inferior a 3 x 108 cm2.que mostrou que a tensão da camada epilárea foi totalmente liberadaCom base nestes resultados,Sabemos que a redução das deslocações pode suprimir a recombinação não radiativa na região ativa dos LEDs UV e, finalmente, melhorar a eficiência da recombinação radiativa desses dispositivos.
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