據(jù)悉美國康奈爾大學和諾特丹大學的研究人員成功研發(fā)出新一代氮化鎵(GaN)與氮化鋁(AlN)異質結構深紫外LED燈珠，其波長為219nm，并且內量子效率(IQE)高達40%，幾乎為之前記錄的兩倍。
此技術亮點在于10層的量子點復合結構。研究人員先使用分子束外延(MBE)在30nm的AlN緩沖層上生長量子點結構，整個基板被先加熱到450°C維持兩個小時，然后在730°C的溫度下生長4nm的AlN阻擋層，最后在阻擋層上面采用層島式生長法(layer-plus-island
growth)形成GaN材料的量子點結構。并重復該結構生長10層。(層島式生長法：一般是由兩層結構組成，生長兩層結構之后再將第二層結構分解為島式結構。研究人員在充滿氮氣環(huán)境的條件下暫停生長18秒來控制GaN島式結構的形成。)
在5K溫度的環(huán)境下，研究人員通過光致發(fā)光曲線(PL)觀察到三種樣品的波長分別為234nm(A)、222nm(B)、219nm(C)。同時，C樣品的219nm波長也是具有[敏感詞]的光子能量，達到了5.67eV的水平。
研究人員通過仿真發(fā)現(xiàn)這種新的限制結構可以有效的抑制量子限制斯塔克效應(QCSE)。量子限制斯塔克效應引起的極化電場并不會降低電子與空穴的波函數(shù)重疊。從而發(fā)光效率仍然在一個較高的水平。
研究人員還發(fā)現(xiàn)使用GaN量子點結構有效抑制QCSE效應，從而也減小了發(fā)光波長。減小GaN量子點的厚度可有效的增強了重疊度，也抑制了波長小的情況下IQE降低的問題。最終，樣品C的IQE達到了40.2%，其量子點厚度只有0.8個單層厚度(ML)。
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