Νέα έρευνα ομάδας του Πανεπιστημίου της Γουχάν: η απόδοση των κόκκινων μίνι LED αυξήθηκε κατά 30%

Πρόσφατα, η ομάδα του Zhou Shengjun στο Πανεπιστήμιο Wuhan ανέπτυξε ένα νέο ενδογενές στρώμα αποκλεισμού ρεύματος επαφής Schottky (SCBL), το οποίο μπορεί να ενισχύσει τη διάχυση ρεύματος στην ενεργό περιοχή. Και να βελτιώσει την απόδοση εξαγωγής φωτός του κόκκινου AlGaInP. Μίνι LED(ΥΠΗΝΕΜΟΣ).

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει (α) τη δομή της συσκευής και (β) τη διαδικασία κατασκευής που βασίζεται στην κατακόρυφη δομή κόκκινου φωτός του AlGaInP. Μίνι LED με SCBL. (γ) SCBL και (δ) Οπτική κάτοψη Mini LED με βάση το AlGaInP με κόκκινο φως κάθετης δομήςμικροσκόπιοεικόνες.

Ο επικεφαλής της έρευνας Shengjun Zhou δήλωσε ότι η ομάδα χρησιμοποίησε τις ιδιότητες επαφής Schottky μεταξύ οξειδίου ινδίου-κασσιτέρου (ITO) και p-GaP, καθώς και τις ωμικές ιδιότητες επαφής μεταξύ ITO και p-GaP+ για την κατασκευή του SCBL, κάτι που αποδείχθηκε με τη μέθοδο μήκους μεταφοράς.

Ο Zhou Shengjun δήλωσε ότι το SCBL μπορεί να μετριάσει αποτελεσματικά τον συνωστισμό ρεύματος γύρω από το ηλεκτρόδιο p και να προωθήσει την ομοιόμορφη διάχυση ρεύματος, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση εξαγωγής φωτός του κόκκινου μίνι LED AlGaInP. Λόγω της βελτιωμένης διάχυσης ρεύματος και εξαγωγής φωτός, τα μίνι LED με SCBL παρουσιάζουν πιο ομοιόμορφη κατανομή φωτεινής έντασης, υψηλότερη οπτική ισχύ εξόδου και υψηλότερη εξωτερική κβαντική απόδοση (EQE).

Το κόκκινο μίνι LED AlGaInP χρησιμοποιείται ευρέως ως σημαντικό μέρος των full color οθόνες λόγω της υψηλής φωτεινότητας, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της μεγάλης διάρκειας ζωής του.

Ωστόσο, η συσσώρευση ρεύματος γύρω από το ηλεκτρόδιο p έχει ως αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη κατανομή ρεύματος στην ενεργό περιοχή. Επιπλέον, επειδή τα περισσότερα φωτόνια που παράγονται στην ενεργό περιοχή απορροφώνται ή ανακλώνται από το αδιαφανές μεταλλικό ηλεκτρόδιο p, η απόδοση εξαγωγής φωτός (LEE) του Mini LED που βασίζεται στο AlgainP είναι χαμηλή.

Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές εισήγαγαν το SCBL για να βελτιώσουν τη διάχυση ρεύματος και την εξαγωγή φωτός από τα Mini LED που βασίζονται στο AlgainP. Χρησιμοποιώντας επαφές Schottky μεταξύ ITO και P-gap, το SCBL μπορεί να αποτρέψει τη συσσώρευση ρεύματος γύρω από το ηλεκτρόδιο p. Το ρεύμα ωθείται στην ενεργό περιοχή μέσω του ωμικού στρώματος επαφής P-GAP + για να αποφευχθεί η απορρόφηση και η ανάκλαση του φωτός από το αδιαφανές μεταλλικό ηλεκτρόδιο p.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εξωτερική κβαντική απόδοση (EQE) ενός Mini LED βασισμένου σε AlGaInP που χρησιμοποιεί SCBL μπορεί να αυξηθεί έως και 31,8% σε ρεύμα 20mA σε σύγκριση με ένα Mini LED βασισμένο σε AlGaInP χωρίς SCBL. Επομένως, η τεχνολογία SCBL αναμένεται να εφαρμοστεί στη μαζική παραγωγή αποδοτικών κόκκινων Mini LED βασισμένων σε AlgainP στο μέλλον.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η ομάδα Zhou Shengjun του Πανεπιστημίου Wuhan δημοσίευσε επίσης μια σειρά από νέα ερευνητικά αποτελέσματα για τα LED. Για παράδειγμα, στον τομέα των LED βαθιάς υπεριώδους ακτινοβολίας, η ομάδα εισήγαγε την εξαιρετικά λεπτή σύνδεση σήραγγας (26 nm) με βάση το Algan στο LED βαθιάς υπεριώδους ακτινοβολίας, η οποία αύξησε την ηλεκτροοπτική απόδοση μετατροπής του LED βαθιάς υπεριώδους ακτινοβολίας κατά 5,5%.

Στον τομέα των Mini LED, η ομάδα βελτίωσε την απόδοση των μπλε και πράσινων αναστρεφόμενων Mini LED chip χρησιμοποιώντας έναν Full-angle Distributed Bragg Reflector (DBR). Υπό την προϋπόθεση ρεύματος έγχυσης 10mA, η οπτική ισχύς εξόδου των μπλε και πράσινων Mini LED που βασίζονται σε ITO/DBR αυξάνεται κατά περίπου 7,7% και 7,3% αντίστοιχα.