廣東
近日， 日本大阪大學與立命館大學研究人員的研究證明，在半極性晶面上生長摻銪氮化鎵（Eu-doped GaN），可顯著提升紅光發(fā)射性能，這種方法能夠選擇性地促進高效銪發(fā)光中心的形成，使得紅光發(fā)射強度比傳統(tǒng)極性面生長的材料高出3.6倍以上。
半極性摻銪氮化鎵高亮度紅光發(fā)光器件示意圖（圖片來源：大阪大學）
含銪（Eu）元素的氮化鎵材料被認為是理想的紅光LED光源。銪元素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常特殊，其發(fā)出的紅光不僅色彩極其純正，而且不容易偏色，即便器件長時間運行波長也很穩(wěn)定。
過往，科學家常在傳統(tǒng)的極性晶面上生長這種紅光材料。但這種方式易導致銪元素在內(nèi)部形成很多低效的發(fā)光點，導致最終紅光LED發(fā)光較暗。
對此，日本研究團隊更換思路，改變了晶體生長的角度，在傾斜半極性晶面上培育這種材料，實驗結(jié)果顯示，發(fā)光效率極低的無效結(jié)構(gòu)消失，而高效發(fā)光結(jié)構(gòu)的數(shù)量增多。
研究人員通過精密儀器分析發(fā)現(xiàn)，這種新的生長方式能讓材料在生長過程中吸收更多的氧元素。
氧元素的加入起到了關鍵的“疏導”作用，促使銪元素排列成高效的發(fā)光結(jié)構(gòu)。此外，這種新材料不僅在弱光下表現(xiàn)優(yōu)秀，即便在加大電力的強光狀態(tài)下，依然能保持穩(wěn)定的高亮度，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)LED常見的效率衰減問題。
該研究為制造高亮度的紅光LED指明了新道路。該研究的資深作者 Shuhei Ichikawa 教授表示，團隊研究證明，僅僅改變晶體的生長面，就能催生出極其高效的發(fā)光結(jié)構(gòu)。這是一條非常有潛力的技術路線，團隊將繼續(xù)優(yōu)化工藝，早日將超高分辨率、廣色域的全彩MicroLED顯示器推向?qū)嶋H應用。
LEDinside整理
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