电子工程专辑
UBM China

混合光子晶体LED提高量子色彩转换效率

上网日期: 2016年05月31日 ?? 作者: Julien Happich ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友

关键字:量子色彩转换效率? 混合光子晶体LED? 光子准晶体LED?

由英国、中国台湾与俄罗斯的研究人员组成的跨国研究团队设计出一种新颖的光子准晶体LED结构,在整个LED活性层堆栈范围深层嵌入量子点,据称可实现突破性的有效量子色彩转换效率

研究人员首先在蓝宝石基板上生长氮化镓(GaN)/氮化铟镓(InGaN)多量子阱(Multi-Quantum Well;MQW)的LED堆栈,然后使用纳米压印微影技术与等离子蚀刻“冲压”整个堆栈与结构,使其成为12倍的对称准晶体(PQC)。

藉由形成具有750nm晶格间距的480nm半径圆柱形孔洞数组,可为这种PQC结构进行深层蚀刻,使其得以渗透至整个MQW活性区,然后再以经由自旋涂覆工艺进行沉积的量子点(QD)混合物进行填充。

在其于《Optica》期刊发表的“混合光子晶体发光二极管实现123%的量子色彩转换效率”(Hybrid photonic crystal light-emitting diode renders 123% color conversion effective quantum yield)一文中,研究人员们将这种混杂与特殊的准晶体几何形状视为关键的因素。

当用于LED色彩转换时,胶状的量子点通常分散于活性LED结构上方的封装层,遗漏了LED发出的大部份光源——剩余约60%-80%的光由于全内反射而局限于外延层。

在这种混合结构中,QD发射器被放置在靠近活性区的MQW处,因而提高了MQW与QD之间的耦合输出效率,同时在LED实现MQW与QD的非辐射共振能量转移与近场辐射耦合至发射器。

(a)示意图(b)横截面(c)光子准晶体LED混杂QD色彩转换器的SEM图《电子工程专辑》
(a)示意图(b)横截面(c)光子准晶体LED混杂QD色彩转换器的SEM图
Source:OSA Publishing

更重要的是,由于其高度对称的远场光束形状,12倍的对称光子准晶体呈现长程序列与短程乱序,以及拥有半随机的特性,较传统光子晶体更进一步提高光的撷取。

这项研究的结果显示,针对单一种QD的色彩转换器,QD发射器的有效量子效率可达到123%,而白色混杂3种达到6500 K D65光谱的市售QD(535/585/630nm)效率则约为110%。研究人员认为,如果使用先进的纳米晶体发射器,可望进一步提升其性能。

这项研究是由英国南安普敦大学(University of Southampton)电子与计算机科学系以及物理与天文系、台湾洲磊科技(Luxtaltek Corporation)、国立文通大学(National Chiao Tung University)光电工程系与研究所,以及俄罗斯Skolkovo理工学院光子学与量子材料研究中心等单位的研究人员共同进行。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

《电子工程专辑》
关注最前沿的电子设计资讯,请关注“电子工程专辑微信公众号”。







我来评论 - 混合光子晶体LED提高量子色彩转换效率
评论:
*? 您还能输入[0]字
分享到: 新浪微博 qq空间
验证码:
????????????????
?

关注电子工程专辑微信
扫描以下二维码或添加微信号“eet-china”

访问电子工程专辑手机网站
随时把握电子产业动态,请扫描以下二维码

?

5G网络在提供1Gbps至10Gbps吞吐量方面具有很好的前途, 并且功耗要求比今天的网络和手机都要低,同时还能为关键应用提供严格的延时性能。本期封面故事将会与您分享5G的关键技术发展,以及在4G网络上有怎样的进步。

?
?
有问题请反馈
推荐到论坛,赢取4积分X