因?yàn)楝F(xiàn)階段選用AlGaN資料LED燈珠的外量子功率(EQE)一般小于10%,因而美方研究人員選用了納米陣列的共同結(jié)構(gòu)來打破這一功率瓶頸。
研究人員以為這種AlGaN的納米陣列結(jié)構(gòu)能夠戰(zhàn)勝光線在高鋁份額的AlGaN中水平方向傳達(dá)的負(fù)面影響,因?yàn)闄M向磁(TM)偏振光效應(yīng),光線會(huì)沿著平面?zhèn)鬟_(dá),這樣會(huì)按捺光子的激起。而依據(jù)研究人員的估量,納米陣列結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒐獾奶崛」β侍砑又辽?0%。
為了能夠準(zhǔn)確的成長納米陣列晶體,研究人員選用了選擇性區(qū)域外延成長技能。
選擇性成長根據(jù)C平面的GaN基藍(lán)寶石襯底上的分子束外延成長技能(MBE)。
在經(jīng)過模具外表滲氮處理后,GaN納米陣列基底開端在995°C的環(huán)境下開端成長,而其上部的AlGaN則在935-1025°C的環(huán)境下持續(xù)成長。納米陣列頂部選用了富鋁處理。
研究人員經(jīng)過運(yùn)用光致發(fā)光(PL)曲線進(jìn)行丈量,不同份額的AlGaN光譜規(guī)模在210-327nm。而關(guān)于280nm的深紫外LED,其納米陣列由厚度為300nm n型GaN、80nm的n型Al0.64Ga0.36N、無摻雜Al0.48Ga0.52N以及60nm的p型Al0.64Ga0.36N。
這種結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光的光譜為283nm,全體線寬為11nm。比照不同溫度的PL曲線,在室溫的環(huán)境下,其內(nèi)量子功率(IQE)大約為45%。
一個(gè)50 x 50μm2巨細(xì)的器材的敞開電壓為4.4V,在5V的時(shí)分電流密度達(dá)到了100A/cm2 。這一特性就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的量子阱AlGaN LED。
波長在279nm時(shí)伴隨著電流的添加還有細(xì)小的藍(lán)移現(xiàn)象,規(guī)模從279.6nm(50A/cm2)到278.9nm(252A/cm2)。
與此一起,研究人員預(yù)估全體輸出功率為0.93W/cm2一起電流密度達(dá)到了252A/cm2。可是這種條件下的光效距離10%的方針仍有距離。
理論上全體的輸出功率能夠經(jīng)過優(yōu)化納米陣列的尺度以及距離來增強(qiáng)光提取功率。并且,器材的功能也能夠經(jīng)過運(yùn)用地道結(jié)等結(jié)構(gòu)來有用的提高。
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