基于铝镓氮LED的结构如何影响效率

据报道，基于铝镓氮（AlGaN）的深紫外LED因在杀菌消毒、水净化、光疗和不依赖太阳光的高速光通信领域的潜在应用而备受研究者的关注。

基于铝镓氮的深紫外LED因底层之一以阶梯状方式生长，所以能够高效地将电能转换为光能。科学家正在探索方法，以提升其将电能转换为光能的效率。

日本东北大学（Tohoku University）的Kazunobu Kojima 及其同事使用多种专门的显微技术，了解基于铝镓氮LED的结构如何影响效率。

消息显示，研究员在非常小的偏一度角蓝宝石衬底上生长一层氮化铝。接着，在氮化铝层上生长含有硅杂质的铝镓氮覆层。三个铝镓氮量子阱在上面进行生长。量子阱非常薄，可将亚原子粒子（电子和空穴）限制在垂直于层表面的维度，但不限制这些粒子在其它维度运动。最后，由氮化铝和含有镁杂质的铝镓氮所形成的电子阻挡层覆盖顶部的量子阱。研究员由此制造出基于铝镓氮的LED。

这项微观研究显示，阶梯结构在底部的氮化镓层和铝镓氮层之间形成。这些阶梯结构影响其上方量子阱层的形状，而底部的阶梯结构与它们在量子阱层中引起的微小扭曲连接起来则形成富镓条纹状结构，这些条纹结构就成为铝镓氮覆层中电流的微通道。

研究员表示，微通道与量子阱层内电子和空穴的强烈运动似乎提高了LED将电能转换为光能的效率。根据这项发现，研究团队计划生产更高效的基于铝镓氮的深紫外LED。

目前，这项研究发现已发表在《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）杂志上，有助于推动发展更高效的LED。