美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国科罗拉多大学报告称铝氮化镓/氮化镓(AlGaN / GaN)壳/核纳米线发光二极管(LED)的其光输提高了出约为5倍。
利用AlGaN / GaN来开发诸如365nm波长的紫外LED可以广泛应用于杀毒、消菌、印刷、通信和特殊照明等领域。这些领域有的一些需要深紫外LED,即UV波长更短,小于300nm。纳米线结构有助于提高传统技术下的高铝含量AlGaN LED的效率(大多数低于10%)。
首先,使用等离子体辅助分子束外延(PAMBE)在具有氮化硅掩模的(111)硅上的氮极性GaN / AlN模板上生长有序的纳米线阵列。硅掺杂的n-GaN核在860℃的衬底温度下生长。核心长度约为2μm,修改纳米线生长过程以包括对p-i-n LED的掺杂。LED p接触电极由垂直入射的20nm / 200nm镍/金沉积构成,接着是45nm的200nm金。使AlGaN / GaN LED经受延长的电流注入似乎对p接触具有电退火效应,从而提供增加的电致发光(EL)强度和更低的串联电阻。进一步开发优化的p接触金属化和退火工艺有望降低老化效应并提高整体器件性能。
研究人员比较了AlGaN / GaN异质结LED与先前由该组报道的GaN / GaN同质结纳米线器件的性能,AlGaN / GaN LED的导通电压高于GaN / GaN,可能与降低的电子溢流电流和增加的Al摩尔分数预期的空穴注入势垒有关。对于给定的电流注入,AlGaN / GaN纳米线LED中的集成EL强度约为GaN / GaN基准的5倍。