UVLEDTEK Equipo de I + D "Avances en núcleos luminosos ultravioleta" Ha sido reportado sucesivamente por revistas internacionales autorizadas de semiconductores

Durante mucho tiempo, Ultravioleta profunda de semiconductores LED Aunque la tecnología es ampliamente optimista, Pero debido a que su eficiencia de conversión fotoeléctrica nunca se ha podido romper 10%, Es difícil avanzar en la etapa inicial de la aplicación comercial, Su ahorro de energía, Protección del medio ambiente, Portátil, Larga vida útil, Puede ser ampliamente utilizado en Fototerapia médica, Esterilización y desinfección, Purificación del aire, Comunicación confidencial, El potencial de mercado de la detección de gases no se puede liberar.

En este sentido, Instituto de Ciencias y química de Japón H. Hirayama Equipo de investigación, Universidad Tecnológica de berlín, Alemania C. Kuhn El equipo de investigación ha propuesto sucesivamente frenar las fugas de electrones con capas de barrera electrónica, Uso de nudos de túnel en su lugar P La capa de aluminio, galio y nitrógeno de tipo V mejora la eficiencia de la inyección de agujeros y otras formas, Ninguno de ellos ha logrado avances.

Chen Changqing, Los resultados de investigación y desarrollo del equipo de Dai Jiangnan han resuelto este problema internacional.

Tecnología integrada de un solo chip, Es integrar dos o más dispositivos o estructuras funcionales en un solo chip, Y aprovechar la interacción entre ellos para mejorar el rendimiento del equipo. En esencia, Esta innovación a nivel de sistema puede construir un nuevo entorno de dispositivos, Lograr "Sistema en chip" . Chen Changqing, El equipo de investigación científica de Dai Jiangnan propuso nuevas ideas para introducir tecnología integrada de un solo chip, Será p-i-n La estructura de detección de nitruro de galio crece in situ en ultravioleta profunda LED En la estructura de extensión (MPC-DUV LED: Monolithic integration of deep ultraviolet LED) , Lograr una inyección con ciclo portador, Dispositivos de chip con función de amplificación de multiplicación óptica.

Chen Changqing, El equipo de Dai Jiangnan pasó un largo período de investigación y exploración, De manera innovadora p-i-n Aplicación de la estructura de detección en ultravioleta profunda LED En el chip, Se puede emitir la región activa del pozo cuántico 280 nm Absorción de luz ultravioleta profunda por debajo, Y se convierte en un nuevo par de agujeros electrónicos. Bajo la acción de un alto voltaje externo, Separación de pares de agujeros electrónicos producidos, Deriva de la dirección de la trampa vectorial de la compañía de agujeros bajo la acción de un campo eléctrico, Y reinyecte en un pozo cuántico.

El estudio encontró, Bajo una pequeña corriente eléctrica, Tradición DUV LED El chip es el modo de trabajo impulsado por la corriente, Su potencia de salida de luz aumenta linealmente. A diferencia de esto, MPC-DUV LED El chip es el modo de trabajo impulsado por voltaje, Su potencia de salida de luz aumenta exponencialmente.

El estudio revela aún más que bajo pequeñas corrientes eléctricas MPC-DUV LED El mecanismo por el que el chip obtiene una eficiencia de conversión súper alta. A través APSYS Cálculo de simulación, i-GaN El campo eléctrico en la capa puede alcanzar 5×106 V/cm, Campos eléctricos umbral que superan el modo Geiger en materiales de nitruro de galio (2. 4~2. 8×106 V/cm) , Por lo tanto, hay una gran probabilidad de colisión e ionización en la capa agotada, Obtener decenas o incluso cientos de veces la alta ganancia, De esta manera, se logra un aumento del orden de magnitud de los transportistas de agujeros.

La luminiscencia compuesta de electrones y agujeros en pozos cuánticos durante todo el ciclo fotoeléctrico, Una parte de los fotones ultravioleta profundos escapan de la parte inferior del dispositivo, Otra parte de los fotones entra MPC Absorbido en la estructura, Los fotones ultravioleta profundos de alta energía estimulan el material de nitruro de galio para producir los pares de agujeros electrónicos correspondientes, Y se separa con tensión aplicada, Los agujeros chocan e ionizan bajo la acción de un fuerte campo eléctrico en la zona de agotamiento, Reinyecte en el pozo cuántico después de multiplicar varias veces, Nueva recombinación de radiación con electrones originales en pozos cuánticos, Tal ciclo, Finalmente, se mejora considerablemente la eficiencia de la inyección de transportistas.

Chen Changqing, Desde el equipo de Dai Jiangnan 2008 Se unió al Centro Nacional de investigación Optoelectrónica de Wuhan de la Universidad de Ciencia y tecnología de Huazhong en (Antiguo Laboratorio Nacional de Optoelectrónica de Wuhan (Recaudar fondos) ) Desde su formación, Se ha centrado en la exploración e investigación en el campo de los dispositivos de chips emisores de luz ultravioleta profunda de semiconductores.

Enlace de tesis:

https: //pubs. acs. org/doi/abs/10. 1021/acsphotonics. 9b00882

https: //www. sciencedirect. com/science/article/pii/S2211285519308882? via%3Dihub

Enlace de reportaje de columna:

http: //www. semiconductor-today. com/news_items/2019/oct/kaust-301019. shtml

https: //compoundsemiconductor. net/article/109321/Integration_Boosts_Deep_UV_LED_Efficiency