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【IFWS 2016 】荣新:基于亚单原子层厚氮化镓量子阱的电子束激发紫外光源

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-21 11:18   来源:中国半导体照明网  浏览次数:379
   11月15日-17日,2016中国(北京)跨国技术转移大会暨第三代半导体国际论坛(以下简称“跨国技术转移大会”)在北京国际会议中心举行,第十三届中国国际半导体照明论坛并与之同期同地举行。其中,11月17日上午举行的第三代半导体与固态紫外器件技术分会专家阵容强大,看点十足。
 
  该分会主持人由中科院苏州纳米所研究员、博士生导师、纳米测试中心主任,苏州纳维科技有限公司董事长,中组部国家千人计划、国家杰出青年基金获得者徐科和中科院半导体研究所所长助理、研究员张韵及美国佐治亚理工学院教授Russell DUPUIS共同担任。
 
  半导体照明是第三代半导体技术所实现的第一个突破口,如今LED发光技术的进步现已突破传统的照明概念,并已开拓、发展LED发光新技术领域。沿长波方向,已从蓝光拓宽到绿光、黄光、红光,发展“超越照明”,开拓在生物、农业、医疗、保健、航空、航天和通信等领域应用;沿短波方向,现已发展高效节能、环境友好、智能化的“紫光光源”,期望逐步取代电真空紫外光源,引领紫外技术的变革,开拓紫光应用广阔领域。
 
  有数据显示,紫外线LED应用于光固化市场产值2021年将达1.95亿美元, 2020年紫外线LED光固化模组的渗透率将来到50~60%。紫外LED杀菌与净化应用的市场产值2021年将达2.57亿美元。
荣新

北京大学  荣新博士
 
  会上,来自北京大学的王新强教授(荣新博士代替演讲)分享了“基于亚单原子层厚氮化镓量子阱的电子束激发紫外光源”研究报告。报告中提出,基于AlGaN的紫外(UV)光源以其高效率和环境可持续性的特点,目前被认为是取代准分子和汞灯的优秀候选对象。至今,通过调整Al的组分使得发射源工作在210-355nm的紫外光谱范围内的工作已经取得了重大进步。
 
  然而,它们的输出功率和发射效率仍然远低于那些蓝光LED。有限的效率与低电荷载流子注入效率(IE)有关,是由于在高Al含量AlGaN层中难以实现p型导电性,较低的光提取率(LEE)是由于在使用p-GaN注入层时TM偏振发射或紫外光吸收。
 
  在这项工作中,提出了一种新的有源区来克服部分问题,称之为插入AlGaN阵列的准二位GaN层。这一有源区是通过亚单层数字合金化(SDA)技术[1]形成的,通过电子束泵浦法激活[2,3]。样品通过等离子体辅助MBE生长在AlN/c面蓝宝石衬底上。准2维GaN层通过STEM观测确定是部分单层,并在AlGaN阵列中相干生长。
 
  据预计。这将在垂直和横向方向上提供强的载流子定位,并且还有利于应变诱导的显著的的TE偏振发射。样品的PL研究显示具有~40.5%的光偏振是TE偏振发射。有源区的内量子效率与温度依赖的PL谱估计为34%。然后通过施加优化的电子束斑点尺寸,电流和加速能量进行了电子束泵浦下的光输出测量。
 
  为了增光提取,还采用晶片表面上的凹槽网络和后续的Al涂层来增加通过蓝宝石/ AlN界面的光提取率。通过所有这些方法,在脉冲扫描(CW)模式下已经实现了在发射峰波长285nm处的~160mW(~39mW)的惊人输出功率,在考虑光阴极的70%的光收集效率的情况下[2]。这项工作表明准2D GaN层有希望用于制造具有高输出功率的中紫外光源。
 
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