厦大最新研究，器件光功率提高55%，寿命增长近一倍
厦门大学继设计了一种倒棱锥/台状人工纳米结构，通过纳米压印、干法刻蚀技术与湿法腐蚀工艺相结合，在发光波长短至 234 nm的(AlN)8/(GaN)2 有源层形成(0001)、(10-13)及(20-21)等多组角度精细可控的晶面。研究表明，引入晶面可控的倒棱锥/台状结构后，TM 和 TE 偏振光相比于平面结构分别增强了 5.6 倍和 1.1 倍，深紫外 234 nm 波长处的总发光强度提高了近 2 倍。（点这里）
日前，厦门大学又有一项新研究公布，厦门大学蔡端俊教授团队与韩国全南大学李俊冀教授团队合作，提出了一种氯离子局域强电场驱动的新型高效除氢技术。通过应用这项技术，p-AlGaN的导电性以及深紫外LED的光电性能得到显着提升，其中器件光功率提高55%，寿命增长近一倍。
图 1. (a) 新型电场除氢装置示意图；(b) 在不同电压下电场除氢后p-AlGaN样品的H杂质浓度SIMS深度测试；(c)-(e) 氯离子电场除氢机理分析，HCl溶液与半导体的界面示意图 (c)，能带结构图 (d)，循环除氢过程示意图 (e)。
据悉，团队采用电化学方法，在溶液环境中，以半导体晶圆作为阳极，利用其表面吸附的高浓度氯离子层，在半导体中施加局域的强电场，如图1 (a)所示。使用这种方法，本工作成功对多种半导体材料实现了高效的除氢，包括GaN、AlGaN、SiC、AllnP以及完整的深紫外LED晶圆，除氢幅度最高可达52%，如图1 (b)。除氢的具体机理如图1 (c)所示。
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图 2. (a) UVC-LED结构示意图；(b)-(c) UVC LED点亮的显微照片；(d) EL光谱；(e) I-V特性曲线；(f) 输出光功率；(g) WPE插墙效率；(h) 寿命测试结果；(i) 深紫外消杀灯实物照片；(j) 未经深紫外灯消杀，及 (k) 经过深紫外灯消杀后的大肠杆菌培育照片。
更重要的是，应用这种新型的定向电场除氢技术，可以高效激活了高Al组分p型AlGaN中Mg的受主活性，大幅度提高了p型导电性，其中电流提升了8.8倍，空穴浓度提升了一个数量级，电极接触电阻也相应降低了一个数量级。进一步将此项技术应用于273 nm的AlGaN基深紫外LED，器件的光电性能也得到了显着增强。其中LED的开启电压降低1 V，光功率最高提升55%，在100 mA的电流下达到了9.8 mW，插墙效率显着提升62%，达到了3.3%。并且，UVC-LED的可靠性同样得到改善，其寿命延长了近一倍。
来源：部分内容来自ACS美国化学会
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