新研究:半導體同構可以改善LED的設計
日期:2019-04-28 瀏覽

   據外媒報道,來自莫斯科物理技術學院(MIPT)的研究人員發現,超級注射(此前認為只有在半導體異質結構中可能產生的效應)也可能發生在同質結構中(由單一半導體材料組成的結構)。他們指出,大多數已知的半導體可用于構建能夠進行超級注射的同質結構,這一發現可為光源開發和生產提供全新方法。

   研究人員表示,金剛石和許多新興寬帶隙半導體材料都具有出色的光學和磁性性能。然而,這些材料不能像硅或砷化鎵那樣進行有效地摻雜,進而限制了它們的實際應用。MIPT團隊預測了金剛石p-i-n二極管中的超級注射效應,與n類注入層的摻雜相比,他們的發現這種方法能允許向二極管的i區注入更多數量級的電子。該團隊認為,超注射在金剛石二極管中產生的電子濃度可能比先前認為的電子濃度高10,000倍。因此,研究人員表示,金剛石可能作為紫外LED的基礎,比當前理論計算預測的要亮幾千倍。   研究人員Igor Khramtsov表示:“令人驚訝的是,相比大多數大眾市場的半導體LED和基于異質結構的激光器,金剛石中的超注射效果要強50到100倍。”研究人員Dmitry Fedyanin指出:“針對硅和鍺的超注射需要低溫,可能會對其效用產生影響。但在金剛石或氮化鎵中,即使是在室溫下也可進行強烈的超注射。”

   他們指出,超級注射可以在各種半導體材料中進行,包括傳統的寬帶隙半導體及新型2D材料等。這樣一來,可為高效藍光、紫光、紫外和白光LED以及光學無線通信(Li-Fi)光源,新型激光器,量子互聯網發射器和早期疾病診斷的光學設備等的設計開辟全新途徑。

   他們的研究成果發表在半導體科學期刊《Semiconductor Science and Technology》上。

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