廈門大學(xué)破解深紫外線LED應(yīng)用難題

廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院一個(gè)研究小組通過在高鋁組分氮化物深紫外線LED表面覆蓋一層超薄鋁膜，從而破解制約這一發(fā)光器件得以更廣泛應(yīng)用的“光抽取效率”關(guān)鍵難題，為未來此類器件在醫(yī)療、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開啟新的方法和思路。

所謂深紫外線，是指波長(zhǎng)短于280納米的紫外線。這種光源可在水及空氣凈化、疾病治療、信息技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特作用。但長(zhǎng)期以來，受限于高鋁組分氮化物本征特性和制備工藝，從發(fā)光二極管抽取深紫外線的效率非常低，這也就意味著電轉(zhuǎn)化為可用光的部分很少，造成了“光能”的流失，大大制約了深紫外線發(fā)光二極管的更廣泛應(yīng)用。

廈大物理與機(jī)電工程學(xué)院康俊勇教授研究組下的課題小組將目光“鎖定”這項(xiàng)研究。經(jīng)過幾年攻關(guān)，課題小組副教授黃凱與博士生高娜等成員借用一個(gè)超薄鋁膜破解了這一難題：當(dāng)課題組在一個(gè)深紫外線發(fā)光二極管表面鍍上一層僅有5納米的超薄鋁膜時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)，這層鋁膜不但沒有像傳統(tǒng)鏡子一樣將器件發(fā)出的光更多地反射回去，反而巧妙地將器件向側(cè)面射出的光收集起來，穿過鋁膜層，神奇地從正面射出，實(shí)現(xiàn)了光抽取效率的提高。

黃凱解釋說，“這是因?yàn)楫?dāng)鋁膜做的非常薄之后，其中的納米效應(yīng)使它不同于傳統(tǒng)鏡子將光反射回去，而是集中吸收，實(shí)現(xiàn)光的收集和正面發(fā)射。”

試驗(yàn)表明，這層鋁制“外衣”對(duì)紫外線LED光抽取效率的“貢獻(xiàn)度”將隨波長(zhǎng)的不同而不同。一般說來，波長(zhǎng)越短的光，效率越高。數(shù)據(jù)顯示，同是鍍上這層鋁膜，波長(zhǎng)約310納米的紫外線LED，光抽取效率可提高約20%；波長(zhǎng)約290納米的紫外線LED，光抽取效率可提高約50%；而對(duì)于波長(zhǎng)約280納米的深紫外線發(fā)光二極管來說，光抽取效率則可提高130%。

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