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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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【前沿】東北大學(xué)與羅姆將ZnO類紫外LED功率提高至100μW,“明確了追趕GaN類產(chǎn)品的前? 已有10人參與
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東北大學(xué)與羅姆將ZnO類紫外LED功率提高至100μW,“明確了追趕GaN類產(chǎn)品的前進道路” 2010/07/08 00:00 打印 E-mail ![]() 用此次的LED元件激發(fā)綠色熒光體時,可獲得綠色光。(點擊放大) ![]() 傳統(tǒng)ZnO類LED元件的構(gòu)造(左)與此次元件的構(gòu)造(右)。(點擊放大) ![]() 紫外線LED元件的發(fā)光強度比較。(點擊放大) ![]() 傳統(tǒng)元件與此次的ZnO類LED元件的發(fā)光光譜比較。(點擊放大) 日本東北大學(xué)與羅姆將ZnO(氧化鋅)類紫外LED的發(fā)光強度提高到了100μW,為原來產(chǎn)品的1萬倍。這一發(fā)光強度是InGaN與GaN類紫外LED的約1/10,“明確了追趕GaN類產(chǎn)品的前進道路”(東北大學(xué)原子分子材料科學(xué)高等研究機構(gòu)教授川崎雅司)。制造LED元件時采用了MBE(分子束外延)法,并開發(fā)出了不使用自由基化氣體的摻雜(Doping)法。這樣,“有望采用量產(chǎn)性更高的MOCVD(有機金屬氣相沉積)法”(川崎)。目標用途是用于液晶顯示器的背照燈及照明燈的白色LED。這是由東北大學(xué)的川崎、東北大學(xué)金屬材料研究所、東北大學(xué)多元物質(zhì)科學(xué)研究所及羅姆共同取得的研究成果。 研究小組制造的LED元件,擁有p型MgZnO與n型ZnO的層疊構(gòu)造,在導(dǎo)電性ZnO底板上形成的。發(fā)光中心波長為380nm。用該LED元件激發(fā)綠色熒光體時,可獲得以520nm波長為中心的綠色光。盡管目前發(fā)光效率還不到1%,但“估計只要將p型MgZnO中1016cm-3左右的空穴濃度提高至1018cm-3左右,便可使發(fā)光效率提高一位數(shù)”(東北大學(xué)的川崎)。 該研究小組2004年曾采用脈沖激光沉積(PLD)法,開發(fā)出了由p型ZnO與n型ZnO的層疊構(gòu)造構(gòu)成的LED。這種LED元件的發(fā)光強度比此次的元件還低4位數(shù)左右,發(fā)光中心波長為440nm,屬于藍色區(qū)域。此次采用能帶隙(禁止帶寬)更大的p型MgZnO代替了p型ZnO。由此,“可防止電子從n型ZnO流入p型MgZnO,從而使載流子在n型ZnO層內(nèi)重新結(jié)合而發(fā)光。這樣,便可獲得支持ZnO禁止帶寬的紫外光源”(東北大學(xué)的川崎)。 據(jù)介紹,此次采用MBE法形成LED元件時,主要通過兩方面的改進,大幅提高了LED的發(fā)光強度。第1點是提高了MgZnO層與ZnO層的界面品質(zhì),第2點是為了在MgZnO層中摻雜氮氣(N)而采用了氨氣(NH3),從而提高了對發(fā)光起到有益作用的空穴濃度。關(guān)于后者,與為了在MgZnO層中摻雜N而采用一氧化氮(NO)基的方法相比,發(fā)光強度提高了兩位數(shù)左右。據(jù)介紹,即使不采用自由基化氣體,也可生長出高品質(zhì)結(jié)晶,因此今后有望采用更適于量產(chǎn)的MOCVD法。 研究小組表示,采用紫外LED的白色LED,與搭配使用藍色LED與黃色熒光體的InGaN及GaN類白色LED相比,有望提高演色性及色再現(xiàn)性。另外,該小組還稱,制造GaN類LED時很難采購到高品質(zhì)的低價單晶底板,但ZnO類LED可輕松合成單晶底板。因此,有望以較低的成本量產(chǎn)采用單晶底板的LED元件,這種底板可使發(fā)光層與網(wǎng)柵輕松匹配。 此次的研究成果已刊登在美國學(xué)術(shù)雜志《Applied Physics Letters》的網(wǎng)絡(luò)版上。(記者:大下 淳一) ■日文原文 東北大とロームのZnO系紫外LEDの出力が100μWに,「GaN系に追い付く道が見えた」 |
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