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【LED行业】紫外LED性能取得新突破

行业资讯 2019年11月30日 01:07    network    阅读 1658

  紫外线虽然在太阳光中能量占比仅5%,但却广泛应用于人类生活。

  目前紫外光应用包括印刷固化、钱币防伪、皮肤病治疗、植物生长光照、破坏微生物如细菌 病毒等分子结构,因此广泛应用于空气杀菌、水体净化和固体表面除菌消毒等领域。

  

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  传统的紫外光源一般是采用汞蒸气放电的激发态来产生紫外线,有着功耗高、发热量大、寿命短、反应慢、有安全隐患等诸多缺陷。

  新型的深紫外光源则采用发光二极管(light emitting diode:LED)发光原理,相对于传统的汞灯拥有诸多的优点,其中* 重要优势的在于其不含有毒汞元素。

  随着《水俣公约》的实施,标志着2020年间将全面禁止含有汞元素紫外灯的使用,因此如何才能开发出一种全新的环保、高效紫外光源,成为了摆在人们面前的一项重要挑战。

  而基于宽禁带半导体材料(GaN,AlGaN)的深紫外发光二极管(deep ultraviolet LED:DUV LED)成为了这一新应用的不二选择。这一全固态光源体系体积小、效率高,寿命长,仅仅是拇指盖大小的芯片,就可以发出比汞灯还要强的紫外光。微信公众号:深圳LED网(原深圳LED商会)

  然而,要想实现紫外LED的高效发光并不容易。研究者们发现,当电子和空穴复合时,并不总是一定产生光子,这一效率被称之为内量子效率(internal quantum efficiency:IQE)。

  研究员课题组发现,为了提升紫外LED的IQE数值,可以通过AlGaN材料生长的衬底——蓝宝石,也就是Al2O3的斜切角调控来实现。

  当提高衬底的斜切角时,紫外LED内部的位错得到明显抑制,器件发光强度明显提高。当斜切角衬底达到4度时,器件荧光光谱的强度提升了一个数量级,而内量子效率也达到了破纪录的90%以上。 微信公众号:深圳LED网(原深圳LED商会)

  研究者相信,此项研究将会为高效率的全固态紫外光源的研发提供新的思路。这种思路无需昂贵的图形化衬底,也不需要复杂的外延生长工艺。而仅仅依靠衬底的斜切角的调控和外延生长参数的匹配和优化,就有望将紫外LED的发光特性提高到与蓝光LED相媲美的高度,为高功率深紫外LED的大规模应用奠定实验和理论基础。

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