4所大学，紫外LED技术有研究新进展
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9月6月 中国 | 深圳
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近期，行家说UV发现国内武汉大学、厦门大学、华中科技大学、北京大学4所名校在UV LED上有新的研究进展，有望提升光功率。
武汉大学：使用内部粗糙的蓝宝石和SiO₂抗反射膜改进光输出功率
日前，武汉大学和宁波ANN Semiconductor团队使用内部粗糙的蓝宝石和SiO₂抗反射膜改进275nm DUV LED的光输出功率，在350mA时提高了20.85%。基于AlGaN的DUV LED具有广泛的应用，包括水净化、杀菌、除臭和传感。但基于AlGaN 的 DUV LED的性能仍远低于商用的基于GaN的蓝光LED，原因是AlGaN基DUV LED有源区中的主要横向磁 (TM) 光沿垂直于表面的方向偏振，并主要在横向方向传播，导致光提取效率 (LEE) 较低。
为此研究团队尝试将涂有SiO₂抗反射膜的内部粗糙化蓝宝石基板引入到基于AlGaN的DUV LED 中，以增强LOP。实验结果表明，与传统的DUV LED相比，所提出的DUV LED的LOP在350 mA 时提高了20.85%。
厦门大学：基于AlN/GaN超短周期超晶格的深紫外短波光发射调控
日前，厦门大学副教授高娜分享了精细多晶面调控倒棱锥台增强234 nm深紫外光发射、应力工程调控短至220 nm波长深紫外光发射的研究进展与成果。
其指出，III族氮化物AlGaN具有宽带隙可调的特点，其响应波长可拓展至远紫外C区，已成为短波深紫外固态光源的首选材料。但当波长短于250 nm时，AlGaN半导体中的Al组分不断提高，使得材料生长控制难度增大，同时光学各向异性显着、界面全反射等问题突出，严重限制了深紫外光子的有效提取。
其研究在前期利用单体分选生长技术所制备的超短周期(AlN)8/(GaN)2超晶格基础之上，通过纳米压印、干法刻蚀及湿法腐蚀等技术形成(0001)、(10-13)及(20-21)等多组晶面角度精细可控的倒棱锥/台纳米结构。这些晶面能够控制深紫外234 nm光波在纳米结构中的传播和提取模式，有效突破传统平面结构中出射光锥角较小这一限制，大幅提高了深紫外光的提取效率。当引入晶面可控的倒棱锥/台结构后，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波长处总发光强度提高了近2倍。进一步地，为了实现更短波长深紫外光发射的调控，研究对GaN阱层施加一定的压缩应力，有效增大其禁带宽度。
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北京大学：提出衬底驱动应变调控方法制备高性能 UVB-LED
日前，由北京大学王新强教授团队联合松山湖材料实验室，提出一种衬底驱动应变调控方法，通过对纳米图形化蓝宝石衬底上的周期型纳米孔的孔径进行调控，将AlN基板中的压缩应变，精确地控制为轻微拉伸应变，实现了对 AlGaN 基底和 MQWs 质量的有效提升。
基于上述方法，该团队获得了高质量的 Al0.55Ga0.45N 底层（厚度为2微米）和多量子阱，最终成功制备了峰值波长为 303.6 nm的高性能 UVB-LED。“当注入电流为20mA时，该20 ×20 mil²UVB-LED 芯片的电光转换效率可以达到3.27%，高于目前市面上大多数UVB-LED 的电光转换效率。
华中科技大学：采用三维结构石英透镜封装提升光输出功率
据了解，在提升光输出功率上，华中科技大学陈明祥教授团队和深圳信息职业技术学院王新中教授团队则是在封装端上做文章，相比于常见的平面石英透镜封装，该团队采用三维结构石英透镜封装DUV-LED来提升光输出功率。
三维结构石英透镜封装DUV-LED工艺流程据了解，他们团队通过建立三维石英透镜封装的DUV-LED光学模型，模拟分析了DUV-LED输出光功率、输出光分布曲线、输出光能密度分布等；之后进行封装实验和性能测试。在140mA下，与现有平面石英透镜封装相比，三维石英透镜封装使DUV-LED输出光功率提高25.93%，且光输出角度提高到153.2°。该研究表明，采用三维结构石英透镜封装能够显着增强DUV-LED侧壁光提取。
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