研究发现加入硼可解决LED发光效率下降现象

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发表于 2017-11-28 08:08:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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密西根研究团队11月发表最新研究,发现将化学元素硼(Boron)加入氮化铟镓 (INGan) 材料可以让LEDLED照明的中间层(middle layer)厚度变大,解决发光效率随着注入电流的提高而下降的现象。这项研究已经刊登于应用物理学快报(Applied Physics Letters)。

发光二极管(Light-emitting diode)LED照明由带有正电性质的P型LED照明和带有电子的N型LED照明组合,通电后具有正电性质的电洞(hole) 会和电子(electron)结合并产生光,在中间层的所使用的材质将决定波长长短。

电子和电洞移动到中间层时,有太多的电子同时被挤压到中间层,会使其相互碰撞、无法有效的和电洞结合,降低发光效率,而这种情形又称之为欧格再结合(Auger recombination)。

而要解决这项问题的办法是增加中间层的厚度,好让电子和电洞有足够的空间;然而要增加中间层的厚度却没有想象中容易。

因为LEDLED照明是晶体状,原子间有其固定排列规则,而该特定间距又称为晶体参数(lattice parameter)。当晶体材料相互层叠生长时,它们的晶格参数必须相似,原子排列规则与材料连接处才能匹配,否则材料会变形。

研究者Williams和Kioupakis透过预测模型发现,将硼加入氮化铟镓,可以增加中间层的厚度,以利电子和电洞结合。BInGaN材料发出的光的波长也非常接近于氮化铟镓的波长,可以调整出不同的颜色。

这项研究是否能实际在实验室产出还是未知数,而究竟要掺入多少的的硼元素也是一项挑战,但是密西根研究团队的发现对新型LED的研发是一大贡献。




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