007年5月1日,加州大学圣巴巴拉分校(ucsb)非极性gan材料研究小组(由中村修二[shuji nakamura]和 steven denbaars 领导)制造的蓝紫光ingan led在高工作电流下创输出功率新高,且同时具有41%的外量子效率(eqe)。
由ucsb研究小组制备的多量子阱结构led,工作于20ma时的输出功率为28mw,峰值波长为402nm,eqe相当于45.4%。具有决定意义的是,该器件在更高电流时仍能保持高转换效率(200ma时,输出功率为250mw),在电流密度由1 a/cm2上升到350 a/cm2 时,外量子效率仅有稍微的下降。
在m平面上生长晶体结构以开发非极性gan,一直以来都被视为可使led和激光器的性能获得阶段性提高的方法之一。但直到现在,基于非极性gan 的芯片无论在转换效率还是输出功率方面都落在传统结构的后面。而此次非极性gan的性能能够有长足进步则要归功于m面gan衬底(由日本三菱化学提供)的发展。这一基板材料是通过对使用hvpe法生长出的c面gan进行切片得来的。
尽管已获得重大突破,ucsb研究小组称非极性gan的性能还有提高的余地。在最新的研究成果中,人们通过标准处理工艺制备led芯片,并使用ito透明电极,这预示着外量子效率还有提高的潜力。
但非极性器件若要真正实现商业化,仍须面临许多技术挑战,极高质量的m面gan衬底即是障碍之一。ucsb小组使用的m面gan衬底仅为1平方厘米,与普通使用的直径2英寸的衬底材料形成鲜明对比,如用生产级mocvd设备进行制备,m面gan衬底的尺寸太小也太昂贵了。
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