麻省理工大学在马来西亚的研究公司马来西亚-麻省理工大学研究与技术联盟(SMART)的低要电子控制系统(LEES)交叉学科研究工作组(IRG)的研究工作人员与麻省理工大学(MIT),新加坡大学(NUS)和贝德理工学院(NTU)的合作方一起发觉了一种根据应用半导体器件的内部缺点造成长波长(红色,橘色和淡黄色)光的新方式,有可能被作为商业服务灯源和显示系统的立即发亮器。
此项技术性将是对现阶段方式的一种改善,比如,应用夜光粉将一种颜色的光变换为另一种颜色。
氮化镓(InGaN)LED是一种根据氮化合物的第三类原素的发光二极管(LED),在20数年前的90时代初次生产制造出去,自此持续发展趋势,越来越愈来愈小,与此同时也愈来愈强劲,高效率和经久耐用。今日,InGaN LED能够在无数次的工业生产和顾客应用实例中寻找,包含数据信号和光纤通信及其数据储存,而且在高要求的顾客运用中尤为重要,如固体照明灯具,电视,笔记本,移动设备,加强型(AR)和虚拟现实技术(VR)解决方法。
对该类电子产品持续上升的要求,促进了二十多年来对半导体材料完成更多的光輸出,稳定性,使用寿命和生态性的研究--这致使了对能够传出不一样颜色光的LED的要求。传统式上,InGaN原材料在当代LED中被用于造成蓝紫色和深蓝色的光,而磷化镓铝(AlGaInP)--一种不一样种类的半导体材料--被用于造成红色,橘色和淡黄色的光。这也是因为InGaN在红色和棕色光谱仪中的特性不佳,这是由于需要的铟成分较高而造成高效率降低。
除此之外,这类具备非常高的铟浓度值的InGaN LED依然无法用传统式的半导体材料构造生产制造。因而,完成全固白光灯发亮元器件--必须全部三种原复色光--依然是一个没法达到的总体目标。
为了更好地解决这种挑戰,SMART的研究工作人员在一篇名为"发亮的V-Pit:完成发亮富铟铟镓量子点的取代方式"的毕业论文。在许多人的毕业论文中,研究工作人员检测了一种好用的方式,根据运用InGaN原材料中事先存有的缺点,生产制造出铟浓度值高得多的InGaN量子点。
在这个环节中,由具备中肯定出现的织构造成的说白了V型坑的凝结,立即产生了富铟量子点,即可以发送较长波长的光的原材料岛。根据在传统式的硅衬底上生长发育这种构造,进一步清除了对图案设计或非传统衬底的必须。研究工作人员还对InGaN量子点开展了高空间分辨率的成份测绘工程,初次给予了对其形状的视觉效果确定。
除开量子点的产生,沉积断块的形核--另一种本质的晶体缺陷--进一步推动了更长波长的发送。
SMART研究生和该毕业论文的关键创作者Jing-Yang Chung说:"很多年来,该领域的研究工作人员一直尝试处理InGaN量子阱构造中原有缺点产生的多种挑戰。在一个新奇的方式中,大家继而设计方案了一个纳米技术孔洞缺点,以完成InGaN量子点立即生长发育的服务平台。因而,大家的工作单位证明了应用硅衬底开展新的富铟构造的可行性分析,在解决目前长波长InGaN光信号发射器高效率低的挑戰的与此同时,也减轻了价格昂贵衬底的难题。"
这样一来,SMART的发觉意味着着在摆脱InGaN在造成红,橙和白光时高效率减少的情况上踏出了重大一步。相反,此项工作中很有可能对将来开发设计由单一材料构成的小型LED列阵有协助。
LEES的联合创作者和顶尖研究员Silvija Grade ak博士研究生填补说:"大家的遇到对自然环境也是有危害。比如,这一提升很有可能会产生更快速地取代非固体照明灯具源--如日光灯--乃至是现在的聚磷酸盐镀层深蓝色InGaN LED,选用全固混合色解决方法,从而造成全世界能耗的明显降低。"
SMARTCEO兼LEES顶尖研究员Eugene Fitzgerald说:"大家的作业还有可能对半导体材料和电子产业造成更普遍的危害,由于这儿叙述的新方式遵循规范的领域生产制造程序流程,能够被普遍选用并规模性执行。在更宏观经济的层次上,除开InGaN推动的资源节省很有可能产生的环境效益外,大家的发觉也将有利于该行业再次研究和开拓新的高效率InGaN构造。"