Исследователи из Саудовской Аравии продемонстрировали возможность получения светодиода с белым свечением без использования люминофора.
Сейчас, как правило, "белые" светодиоды делают так. Берут полупроводник, который светится синим цветом и покрывают его люминофором, который часть волн синего цвета преобразует в желтый с широким спектром. В сочетании с остаточным синим цветом такое излучение воспринимается людьми как холодный белый свет. Для любителей "теплого белого" в смесь добавляют люминофор, преобразующий синий цвет в красный.
Дайсуке Иида (Daisuke Iida), Казухиро Окава (Kazuhiro Ohkawa) из Университета науки и технологий им. Короля Абдаллы (KAUST) создали монолитные светодиоды белого цвета без люминофора с использованием нитрида индия-галлия, то есть по сути той же комбинации, что обычно используется для создания синих светодиодов.
Длина волны излучения InGaN зависит от относительного содержания индия и галлия: нитрид галлия излучает свет в диапазоне ультрафиолетовых волн, а добавление индия сдвигает излучение в сторону более длинных волн в видимом спектре. По ряду причин довести спектр излучения до диапазона красного цвета проблематично.
По словам исследователей KAUST, им удалось создать структуру InGaN с двойной квантовой ямой, которая может выдавать красное излучение в широком спектре. Объединяя эту структуру со структурой с одиночной квантовой ямой, излучающей синий цвет, можно получить свет, который кажется людям белым. Для того, чтобы такая схема работала, используются дефекты материалы, так называемые V-образные структуры, воронкообразные отверстия в поверхности некоторых слоев.
"Мы получили красные квантовые ямы InGaN, используя набор из нескольких технологий, в частности - высокотемпературное наращивание, инженерия деформаций, а также гибридные структуры со множественными квантовыми ямами", - говорится в работе "High-color-rendering-index phosphor-free InGaN-based white light-emitting diodes by carrier injection enhancement via V-pits". V-образные структуры принципиально важны для инжектирования дыр в квантовые ямы.
Квантовые ямы, излучающие синий свет, созданы на основе 20% доли индия, красный свет - на основе 34% доли индия. Светодиоды выращивались методом MOCVD на сапфировых подложках.
Сдвигая длину волны за счет изменения плотности тока, цвет излучения можно сдвигать от теплого белого до холодного белого через "естественный" белый. Пиковый индекс цветопередачи достигал 78, а цветовая температура - до 6110К.
"Теперь мы займемся повышением эффективности светоотдачи красного компонента", - говорит Иида. "Красное излучение, это ключевой фактор для создания светодиодов с высокой цветопередачей и естественным белым излучением".
Статья "Белые светоизлучающие диоды на основе InGaN без люминофора с высоким индексом цветопередачи за счет усиления инжекции носителей через V-образные структуры", опубликована в Applied Physics Letters.
Источник: electronicsweekly.com
Комментариев нет:
Отправить комментарий