KAUST电气工程师首次成功制造出红光LED

OLED作为潜在下一代主流显示技术,传统LED显示技术被取代似乎已成必然趋势。不过,就这种情况之下,基于LED的新一代显示技术Micro-LED突然杀出,而红光LED对于构建下一代节能型micro-LED显示屏以及创造具有色彩调谐功能照明,都是至关重要的。迄今为止用氮化物晶体制成纯红色LED是工程师需要解决的一大难题。不过现在红光led技术有了新进展,KAUST电气工程师团队首次成功制造出了红光LED

KAUST电气工程师首次成功制造出红光LED

“电气工程师们已经可以利用不同的材料制造出不同颜色的明亮LED。但是,为了改进显示技术,工程师们必须将红、绿、蓝三原色LED集成到一个芯片上,这意味着需要找到一种适合制造所有三种颜色的材料。这种材料应该能够制造出每种颜色的高亮度,理想情况下,它应该具有高功率输出,但使用的电池电压相对较低。

产生三种颜色的最佳候选材料是一族称为氮化物半导体的化合物。这些是含有氮的晶体,理论上可以用来制造LED,产生波长介于紫外和红外之间的光,包括整个可见光光谱。工程师通常使用氮化镓来制造蓝色和绿色的LED,但他们一直在努力用这种晶体制造出明亮的红色LED。研究小组负责人说:“红色发光几乎一直是不可能的–其他小组只真正成功地制造出了橙色,而不是苹果红,现在,我们开发出了一种晶体生长系统,可以实现纯红色的LED。”

用铟元素代替大部分镓,就可以得到想要的红色,但这很难做到,因为铟很容易从晶体中蒸发掉。因此,研究团队创造了一个反应器,在晶体表面上方增加了额外的铟蒸气,这个过程被称为金属有机气相沉积。增加的压力可以防止晶体中的铟逸出。这样一来就可以在晶体表面铟浓度更高。

但还有一个障碍需要克服。铟是由比镓大的原子组成的,因此引入铟时,会在晶体中产生缺陷,降低输出光的质量。该团队的诀窍是还加入了铝,而铝的原子较小。引入小原子可减少晶体上的应变,从而减少晶体缺陷。另一个好处是,LED的工作电压约为其竞争对手的一半,这将为电池提供更长的使用寿命。

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