KAUST研究人员开发了制造白光LED的新方法

发光二极管(LED)的优点,例如体积小,成本低和出色的电源效率,意味着它们在现代生活中无处不在。 KAUST团队最近开发出一种克服了一些关键挑战的白光LED生产方法。

LED几乎在所有现代电子设备上闪烁,以其自己独特的红色,绿色或蓝色阴影传输消息。 LED的颜色来自内部的半导体,该半导体在狭窄的光谱波长范围内发射光。

LED无法在更宽的光谱范围内发光限制了它们在照明应用中的使用-发出更宽的光谱对于产生白光是必不可少的-或用于需要广泛的不同颜色调色板的显示器。

制造白光LED的一种方法是将不同材料的设备组合在一起,其中每种材料发出的颜色都不同。

来自不同材料的红色,蓝色和绿色的发射光可以组合起来以产生白光,但这增加了LED的复杂性和制造成本。

可替代地,可以通过混合吸收吸收由半导体发射的一些光并且然后将其重新发出为不同颜色的磷光体来使用单个半导体。但是,磷光体会随着时间而降解,从而限制了这些设备的使用寿命。

饭田大辅和大川和宏'的团队已经设计出一种方法,可以使用半导体氮化铟镓构建不含磷的单片白光LED。

氮化铟镓的发光颜色取决于铟和镓原子的相对含量。例如,氮化镓发出紫外光,但是添加铟会使发射光跨可见光谱移动并进入红外光。

可以通过将具有一种成分的非常薄的氮化铟镓层夹在具有不同成分的两层之间,从而形成所谓的量子阱,来进一步控制发射。

"我们的设备的独特之处在于,我们使用材料缺陷或V坑结构来增强向半导体的注入电流," 饭田说。 KAUST团队设计的LED包括铟含量为20%的蓝色发光量子阱和铟含量为34%的铟红色量子阱。

结合起来,这种单片LED会在整个可见光谱范围内发光。通过控制流经设备的电流,团队可以将发射光从暖白色变为自然白色,再从冷白色变为白色。

"下一步是提高红色发射成分的发射效率," 饭田说。"红色发射是具有自然白色发射的高显色LED的关键因素。"

资源: //www.kaust.edu.sa/en

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