notizie sull'azienda Progressi importanti nell'efficienza luminosa dei diodi a emissione di luce ultravioletta (LED UV)

Progressi importanti nell'efficienza luminosa dei diodi a emissione di luce ultravioletta (LED UV)

  Migliorando la qualità cristallina del materiale, progettando e coltivando epitassialmente una nuova struttura a pozzo quantico della regione attiva e integrando monoliticamente un convertitore fotomoltiplicatore nella tradizionale struttura del dispositivo LED, l'efficienza di conversione elettro-ottica del LED a semiconduttore ultravioletto profondo (LED DUV) con una lunghezza d'onda di 280 nm è stata aumentata a più del 20%.

  I LED UV sono un'alternativa ecologica e a risparmio energetico alle lampade al mercurio. Questo dispositivo è noto anche per le sue dimensioni ridotte e la lunga durata. Modificando il contenuto di alluminio nel pozzo quantico di nitruro di alluminio e gallio (AlGaN), un materiale semiconduttore a banda larga, i LED UV possono coprire l'intervallo spettrale da 210 nm a 360 nm. Oltre a sostituire le lampade al mercurio nelle applicazioni sopra menzionate, i LED UV possono essere utilizzati anche in altre applicazioni grazie alle loro dimensioni ridotte, all'alta efficienza e alla lunghezza d'onda regolabile in continuo, rendendoli più commerciabili. Secondo ricerche e analisi di mercato, le dimensioni del mercato dei LED UV cresceranno da 500 milioni di dollari USA nel 2019 a 1 miliardo di dollari USA nel 2023, o anche di più.

  Lo studio ha rilevato che possiamo adottare una varietà di approcci innovativi per migliorare l'efficienza, tra cui: ridurre i difetti e le dislocazioni nello strato epitassiale; migliorare l'efficienza del drogaggio di tipo n e di tipo p per formare un film conduttivo per una migliore efficienza di iniezione di corrente; progettare la struttura del dispositivo per migliorare l'efficienza di estrazione della luce e l'efficienza di conversione; e utilizzare un nuovo pozzo quantico e barriera a base di AlGaN nell'area attiva di emissione della luce.

  Abbiamo coltivato le eterostrutture dei nostri LED UV su zaffiro, un substrato trasparente a basso costo. Abbiamo evitato di utilizzare substrati di AlN monocristallino perché sono troppo costosi. Lo svantaggio dello zaffiro è che ha un disadattamento reticolare e di espansione termica con i nitruri, che si traduce in una scarsa qualità cristallina e non è favorevole alla ricombinazione radiativa dei portatori nella regione attiva. Per risolvere questo problema, ci siamo rivolti a substrati di zaffiro strutturati con strutture piramidali sulla superficie e abbiamo coltivato epitassialmente film di AlN di alta qualità utilizzando la crescita laterale. Sulla base della semilarghezza della curva di oscillazione della diffrazione dei raggi X, abbiamo dedotto che la densità di dislocazione del film era inferiore a 3 x 108 cm-2. Inoltre, abbiamo eseguito test nello spazio reciproco, che hanno dimostrato che la sollecitazione dello strato epitassiale è stata completamente rilasciata. Sulla base di questi risultati, sappiamo che la riduzione delle dislocazioni può sopprimere la ricombinazione non radiativa nella regione attiva dei LED UV e, in definitiva, migliorare l'efficienza di ricombinazione radiativa di questi dispositivi.