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国外科学家成功开发出紫外发光二极管 发光强度是同类LED的五倍

据悉,来自美国国家标准与技术研究所(NIST)的纳米线开发科学家成功开发出了紫外发光二极管(LED),由于采用了特殊类型的外壳,其发光强度是基于更简单外壳的同类LED产生的光强度的五倍。

紫外LED的应用领域越来越广,包括聚合物固化、水净化和医疗消毒等。Micro LED也是可视显示器的焦点。日前,NIST科学家正在试验纳米线LED,用于电子和生物应用的扫描探针针尖。

这款全新的、亮度更高的LED是NITS通过其在制造高质量氮化镓(GaN)纳米线领域的专业技术开发出来的。最近,研究人员一直在试验由掺硅GaN制成的纳米线核心,这种核心具有额外的电子,被由掺镁GaN制成的壳体包围,而这些壳体具有多余的缺失电子的“空穴”。当电子和空穴结合时,能量以光的形式释放,这一过程称为电致发光。

国外科学家成功开发出紫外发光二极管 发光强度是同类LED的五倍

NIST研究团队此前曾展示过GaN LED,这种LED产生的光,来源于注入壳层的电子与空穴的重新结合。新研发的LED在壳层中添加了少量铝,从而减少了电子溢出和光重吸收造成的损失。

Nanotechnology杂志描述了最新的研究进展,这种亮度更高的LED是由纳米线制成,具有所谓的“p-i-n”结构,这是一种可将电子和空穴注入纳米线的三层设计。向壳层添加铝有助于将电子限制在纳米线核心,进而促进电致发光的亮度提升五倍。

该论文的主要作者Matt Brubaker解释道:“铝的作用是引入电流的不对称性,进而阻止电子流入壳层,虽然这样一来会降低效率,但是却可将电子和空穴限制在纳米线核心。”

纳米线测试结构的长约为440nm,壳厚度约为40nm。最终的LED,包括外壳,几乎比原先大了10倍。研究人员发现,加入到制造结构中的铝量取决于纳米线的直径。

研究团队小组长Kris Bertness表示,目前至少有两家公司正在开发基于纳米线的Micro LED,NIST就与其中一家公司签署了合作研发协议,以开发掺杂剂和结构表征方法。研究人员已经与扫描探针公司就在他们的探针针头中使用NIST LED进行了初步讨论,预计NIST很快会展示相关原型LED用具。

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