更高发光效率,更小型化,又一种可制造深紫外 LED材料被发现

发表时间:2021-12-28 08:38

12月23日,浦项工科大学新材料工程系的一个研究组宣布:他们以石墨烯层和六方氮化硼(hBN)层的夹层结构为基础,制造出了能发出深紫外线的新型LED元件。研究组解释,到目前为止,发出深紫外线的装置主要使用了水银或氮化铝镓为材料的元件,但这些传统元件存在污染或者发光效率上的问题。 该研究成果最近发表在世界著名学术期刊《自然通讯》上。


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▲ h-BN 深紫外LED。示意图显示使用石墨烯、h-BN 和具有石墨烯结构的范德华异质纳米材料可以发射强深紫外光 (C)


据浦项工科大学称,目前在深紫外LED的研究主要使用的材料是氮化铝镓(以下简称AlxGa1-xN)。然而,这种材料有一个基本的限制,即随着波长变短,发光特性会迅速恶化。

为了突破这一限制,浦项工科大学使用h-BN作为器件材料,其单原子层的结构类似于石墨烯,外观是透明的,因此也被称为“白色石墨烯”。


据悉,与AlxGa1-xN不同,它在深紫外区发出明亮的光,被认为是一种可用于开发深紫外LED的新材料。但由于带隙较大,难以注入电子和空穴,从而无法制成LED。但如果对h-BN纳米薄膜施加强电压,可以通过隧道效应注入电子和空穴。因此,基于范德华异质纳米材料与石墨烯、h-BN 和石墨烯堆叠而成的 LED 器件被制造出来,并通过深紫外光谱证实实际器件发出强紫外线。

该大学材料科学与工程系金钟焕教授教表示:“在新波长范围内开发新型高效 LED 材料,可以打来光学器件应用领域的起点,此次对h-BN的研究意义在于可以实现深紫外LED制造。


此外,与现有的AlxGa1-xN材料相比,它具有明显更高的发光效率,并且器件可以小型化。”



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