衬底主导应变调制,为高性能UVB-LED铺平道路

2023-02-02

AlGaN基发光二极管(led)是下一代革命性的紫外(UV)光源,近年来因其在杀菌、光疗、紫外线固化等方面的应用而受到越来越多的关注。与传统的紫外光源(如金属卤化物灯和准分子灯)相比,它们在低工作电压、长寿命、紧凑性、显著的稳定性和环境友好性方面具有深远的优势。通过对多量子阱(MQW)中的铝成分和厚度变化进行带隙工程,AlGaN基UV-LED可以覆盖紫外线-C (UVC,200-280nm)、紫外线-B (UVB,280-315nm)或紫外线-A (UVA,315-400nm,如果包含铟原子)波段的发射波长。AlGaN基紫外B发光二极管(UVB-LED)在光疗、维生素D3合成促进、植物生长调控等方面表现出巨大潜力。


公司研发团队提出了一种衬底主导的应变调制策略。通过将纳米图案蓝宝石衬底(NPSS)上生长的AlN中的应变精确地操纵到略微拉伸的应变,成功抑制了MQW中的压缩应变,实现了峰值波长为 303.6 nm 的出色 UVB-LED。20 × 20 mil2 UVB-LED 芯片在 20 mA 正向电流下表现出 3.27% 的电光转换效率 (WPE),在 800 mA 的正向电流下,在 5.87 V 的极低电压下,具有 57.2 mW 的高 LOP。在75 A cm2的正向电流密度下,运行1000 h后LOP降解率低至17%,表现出优异的稳定性。开发的UVB-LED具有高LOP和出色的可靠性,将有力促进基于AlGaN的UVB-LED的应用。

图a) UVB-LED 芯片的室温正向 I–V 特性和电流相关 LOP。b) UVB-LED 芯片的电流相关均衡器和 WPE 的积分球测量。c)UVB-LED芯片的EL光谱作为注入电流的函数。d) 连续电流注入 100 mA (75 A cm2) 下的时间相关相对 LOP。




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