最近，美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校(UCSB)一團(tuán)隊(duì)稱，他們對(duì)不同尺寸和發(fā)射波長(zhǎng)的深UV器件的性能進(jìn)行了最全面的研究，指出深UV MicroLED的外部量子效率至少和大型LED一樣可觀。

20μm×20μm

研究小組觀察到在較高的電流密度下，較小器件的峰值外部量子效率高于較大器件。從材料的角度來(lái)看，AlGaN由于其較短的擴(kuò)散長(zhǎng)度，可能具有相當(dāng)?shù)娜毕萑菹?，為此研究小組制作了一系列深UV microLED，方法是在藍(lán)寶石模板上制備AlN，將其裝入MOCVD反應(yīng)器，并沉積異質(zhì)結(jié)構(gòu)，該異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有四個(gè)1.5nm厚的量子阱、5nm厚摻雜鎂的電子阻擋層和40nm厚的短周期超晶格。通過(guò)使用反應(yīng)離子蝕刻來(lái)創(chuàng)建臺(tái)面，制作了邊長(zhǎng)為300μm、80μm，40μm或20μm的方形microLED。這些器件配備有半反射p型接觸和通過(guò)原子層沉積添加的50nm厚的SiO2鈍化層。

根據(jù)對(duì)以277 nm發(fā)射的microLED子集的測(cè)量表明，將臺(tái)面寬度從20μm增加到300μm會(huì)導(dǎo)致正向電壓從7.6V增加到9.1V。這歸因于n-AlGaN層中的電流擴(kuò)展得到改善——盡管由于電流泄漏增加也有小的影響。

通過(guò)調(diào)整量子阱中的AlGaN組成，對(duì)發(fā)射波長(zhǎng)為291nm和304nm的深UV LED進(jìn)行了進(jìn)一步研究，遵循了更小器件在20Acm-2的驅(qū)動(dòng)電流下提供更高的外部量子效率的趨勢(shì)。另外側(cè)面為20μm的304 nm microLED在研究中產(chǎn)生了最高的峰值外部量子效率，在片測(cè)量期間達(dá)到4%。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)根據(jù)這些報(bào)告結(jié)果，在使用類似制造工藝生產(chǎn)的具有類似結(jié)構(gòu)的裸芯片上實(shí)現(xiàn)了約5%的外部量子效率。

根據(jù)團(tuán)隊(duì)與UV LED供應(yīng)商的對(duì)話，該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)全封裝的引入將使其器件的輸出功率大約翻一番。這對(duì)于深UV LED來(lái)說(shuō)是一個(gè)很有希望的發(fā)現(xiàn)，它有可能為汞燈提供一種更環(huán)保的替代品，用于滅活所有已知微生物和病毒病原體，包括SARS-CoV-2、MERS和SARS。

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審核編輯 黃昊宇