SMART обнаруживает научные данные, лежащие в основе различных характеристик светодиодов разного цвета

Исследователи из междисциплинарной исследовательской группы (IRG) по электронным системам с низким энергопотреблением (LEES) при Альянсе исследований и технологий Сингапура и Массачусетского технологического института (SMART), исследовательском предприятии Массачусетского технологического института в Сингапуре, вместе с Массачусетским технологическим институтом () и Национальным университетом Сингапура ( NUS) нашли метод количественной оценки распределения флуктуаций состава в квантовых ямах (КЯ) нитрида индия-галлия (InGaN) при различных концентрациях индия.


Светоизлучающие диоды (СИД) InGaN произвели революцию в области твердотельного освещения благодаря своей высокой эффективности и долговечности, а также низкой стоимости. Цвет излучения светодиода можно изменить, изменяя концентрацию индия в соединении InGaN, что дает светодиодам InGaN возможность покрывать весь видимый спектр. InGaN с относительно низким содержанием индия по сравнению с галлием, такие как синие, зеленые и голубые светодиоды, пользуются значительным коммерческим успехом для приложений связи, промышленности и автомобилестроения. Однако светодиоды с более высокой концентрацией индия, такие как красный и желтый светодиоды, страдают от падения эффективности с увеличением количества индия.

В настоящее время красные и желтые светодиоды производятся с использованием материала фосфида алюминия, индия и галлия (AlInGaP) вместо InGaN из-за плохих характеристик InGaN в красном и желтом спектрах, вызванных падением эффективности. Понимание и преодоление падения эффективности — это первый шаг к разработке светодиодов InGaN, покрывающих весь видимый спектр, что значительно снизит производственные затраты.

В статье под названием «Разоблачение происхождения флуктуаций состава в светоизлучающих диодах InGaN», недавно опубликованной в журнале Материалы физического обзора, команда использовала многогранный метод, чтобы понять происхождение флуктуаций состава и их потенциальное влияние на эффективность светодиодов InGaN. Точное определение флуктуаций состава имеет решающее значение для понимания их роли в снижении эффективности светодиодов InGaN с более высоким составом индия.

«The [origin of the] «Падение эффективности, наблюдаемое при использовании светодиодов InGaN с более высокой концентрацией индия, до сих пор неизвестно», — говорит соавтор профессор Сильвия Градечак из Департамента материаловедения и инженерии NUS и главный исследователь SMART LEES. понять это падение эффективности, чтобы создать решения, которые смогут его преодолеть. Для этого мы разработали метод, который может обнаруживать и изучать флуктуации состава в квантовых ямах InGaN, чтобы определить их роль в падении эффективности ».

Исследователи разработали многогранный метод обнаружения флуктуаций состава индия в квантовых ямах InGaN с использованием синергетического исследования, которое сочетает в себе дополнительные вычислительные методы, расширенную характеристику в атомном масштабе и автономные алгоритмы обработки изображений.

Тара Мишра, ведущий автор статьи и научный сотрудник SMART, сказала: «Этот метод, разработанный и используемый в наших исследованиях, имеет общую применимость и может быть адаптирован к другим исследованиям в области материаловедения, где необходимо изучить колебания состава».

«Разработанный нами метод может найти широкое применение и оказать существенное влияние на другие исследования в области материаловедения, где атомные колебания состава играют важную роль в характеристиках материала», — сказал д-р Пиермануэле Канепа, соавтор статьи и главный исследователь в SMART LEES, а также доцент кафедры материаловедения и инженерии, а также кафедры химической и биомолекулярной инженерии в NUS. «Понимание атомного распределения InGaN при различных концентрациях индия является ключом к разработке полноцветных дисплеев следующего поколения с использованием светодиодной платформы InGaN».

показало, что атомы индия случайным образом распределены в InGaN с относительно низким содержанием индия. С другой стороны, частичное фазовое разделение наблюдается в InGaN с более высоким содержанием индия, где случайные колебания состава совпадают с очагами богатых индием областей.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments