UVLEDTEK-Forschungs- und Entwicklungsteam "Fortschritt im UV-Kern" wird in internationalen Halbleiterpublikationen berichtet

Lange Zeit, Halbleiter tief UV-LED-Technologie, obwohl weit optimistisch, aber wegen seiner optischen Umwandlungseffizienz immer nicht überschreiten können 10%, schwebt in der ersten Phase der kommerziellen Anwendung schwer voraus, seine Energieeinsparung, Umweltschutz, Tragbarkeit, lange Lebensdauer, weit verbreitet in der medizinischen Lichttherapie, sterilisierende Desinfektion, Luftreinigung, vertrauliche Kommunikation, Gasdetektion Marktpotenzial kann nicht freigegeben werden

In dieser Hinsicht hat das Forschungsteam von H. Hirayama vom japanischen Institut für Wissenschaft und Chemie und das Forschungsteam von C. Kuhn der Technischen Universität Berlin in Deutschland eine Reihe von Möglichkeiten vorgeschlagen, die Leckage von Elektronen durch eine Elektronenblockierschicht zu unterdrücken, die Tunnelknoten zu verwenden, um die Effizienz der Lochinspritzung anstelle der P-Aluminium-Gallium-Stickstoff-Schicht zu verbessern, keine durchbruchsvollen Fortschritte erzielt

Die Forschungsergebnisse des Chen Changqing und Dai Jiangnan Teams haben dieses internationale Problem gelöst

Eine Single-Chip-Integrationstechnologie ist die Integration von zwei oder mehr Geräten oder Funktionsstrukturen in einen einzigen Chip und die Nutzung ihrer Wechselwirkungen zur Verbesserung der Leistung eines Geräts. Im Wesentlichen schafft diese Innovation auf Systemebene eine neue Geräteumgebung, die ein "On-Chip-System" ermöglicht. Das wissenschaftliche Team von Chen Changqing und Dai Jiangnan schlug neue Ideen vor, die Einführung einer Single-Chip-Integrationstechnologie, um die p-i-n Galliumnitrid-Detektionsstruktur in situ auf der tiefen ultravioletten LED-Extensionsstruktur (MPC-DUV LED: Monolithic integration of deep ultraviolet LED) zu wachsen, um Chipgeräte mit Träger-Zyklus-Injektion und Lichtmultiplikationsverstärkungsfunktion zu realisieren

Das Team von Chen Changqing und Dai Jiangnan hat durch langjährige Forschung und Erkundung die Detektionsstruktur von p-i-n innovativ in tiefvioletten LED-Chips angewendet, die tiefviolettes Licht unter 280 nm von der aktiven Zone der Quantenfalle absorbieren und in ein neues elektronisches Lochpaar umwandeln können. Unter der Wirkung der hohen Spannung trennt sich das erzeugte Elektronenlochpaar, und der Lochträger drift unter der Wirkung des elektrischen Feldes in Richtung der Quantenfalle und wird wieder in die Quantenfalle eingespritzt

Die Studie ergab, dass der herkömmliche DUV-LED-Chip bei geringem Strom ein strom-betriebenes Arbeitsmodus ist, dessen Lichtleistung linear wächst. Im Gegensatz dazu ist der MPC-DUV LED-Chip ein spannungsbetriebener Arbeitsmodus, dessen Lichtleistung exponentiell wächst

Die Studie zeigt weiter, wie der MPC-DUV-LED-Chip bei kleinen Stromen eine extrem hohe Umwandlungseffizienz erzielt. Durch die Berechnung der APSYS-Simulation kann das elektrische Feld in der i-GaN-Schicht bis zu 5 x 106 V/cm betragen, was das Schwellenfeld des Geiger-Musters in Galliumnitrid-Materialien (2,4 bis 2,8 x 106 V/cm) übersteigt, so dass es eine hohe Wahrscheinlichkeit gibt, dass eine Kollisionsionisierung in der Erschöpfungsschicht auftritt, die Dutzende oder sogar Hundertfache hohe Gewinne erzielt, wodurch die Zahl der Hohllochträger erhöht wird

Während des gesamten photoelektrischen Zyklus entstehen Elektronen und Löcher in der Quantenfalle, ein Teil der tiefen UV-Photonen entflieht aus dem Boden des Geräts, ein anderer Teil der Photonen wird in die MPC-Struktur absorbiert, tiefe UV-Photonen mit hoher Energie anregen das Galliumnitrid-Material, um das entsprechende Elektronen-Löcherpaar zu erzeugen, und unter zusätzlicher Spannung getrennt werden, Löcher werden unter der Wirkung eines starken elektrischen Feldes in der Erschöpfungszone kollidiert, nach mehrmaligen Vervielfältigungen wieder in die Quantenfalle eingespritzt, eine neue Strahlungszusammensetzung mit den ursprünglichen Elektronen in der Quantenfalle entsteht, so dass der Zyklus letztlich die Effizienz der Injektion des Trägers erheblich verbessert

Das Team von Chen Changqing und Dai Jiangnan hat sich seit der Gründung des Wuhan Photoelectric National Research Center (ehemaliges Wuhan Photoelectric National Laboratory (Chip)) der China-Universität für Wissenschaft und Technologie im Jahr 2008 auf die Forschung im Bereich der Halbleiter-tiefUV-emittierenden Chip-Geräte konzentriert

Artikel-Link

https://pubs. acs. org/doi/abs/10. 1021/acsphotonics. 9b00882

https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/S2211285519308882?via%3Dihub

Link zum Bericht

http://www. semiconductor-today. com/news_items/2019/oct/kaust-301019. shtml

https://compoundsemiconductor. net/article/109321/Integration_Boosts_Deep_UV_LED_Efficiency