Pred kratkim je raziskovalna skupina Sun Haiding and Long Shibing na Šoli za mikroelektroniko Univerze za znanost in tehnologijo na Kitajskem naredila preboj v pomembnem napredku UV luminiscenčne svetlobe glede uporabe kvantne vrtine za nadzor kote safirne podlage za dosego tridimenzionalne zaprtosti nosilca.
Čeprav ultravijolični žarki predstavljajo le 5% energije sončne svetlobe, se pogosto uporabljajo v človeškem življenju. Trenutno se ultravijolična svetloba pogosto uporablja pri čiščenju vode, polimerizaciji, sterilizaciji in dezinfekciji. Tradicionalni viri ultravijolične svetlobe običajno uporabljajo vzbujeno stanje izpusta živega srebra za ustvarjanje ultravijoličnih žarkov, ki imajo številne napake, kot so velika proizvodnja toplote, velika poraba energije, počasen odziv, kratka življenjska doba in potencialne nevarnosti za varnost. Novi vir globoke ultravijolične svetlobe uporablja načelo svetleče diode (LED), ki ima številne prednosti pred tradicionalno živosrebrno svetilko. Med njimi je najpomembnejša prednost ta, da ne vsebuje strupenih elementov živega srebra. Izvajanje" Minamata Convention" napoveduje, da bo uporaba ultravijoličnih svetilk, ki vsebujejo živo srebro, v celoti prepovedana leta 2020. Zato je razvoj povsem novega okolju prijaznega, visoko učinkovitega ultravijoličnega vira svetlobe postal pomemben izziv za ljudi.
Zaradi tega so globoke ultravijolične svetleče diode (UV LED), ki temeljijo na polprevodniških materialih s širokimi pasovi (galijev nitrid, aluminijev galijev nitrid), postale najboljša izbira za to novo uporabo. Ta polprevodniški svetlobni vir je zelo učinkovit, majhne velikosti in ima dolgo življenjsko dobo. Je le čip velikosti pokrova palca in lahko oddaja ultravijolično svetlobo, močnejšo od živosrebrne svetilke. Skrivnost je tu odvisna predvsem od polprevodniškega materiala III-nitrida z neposredno pasovno režo: ko se elektroni v prevodnem pasu rekombinirajo z luknjami v valentnem pasu, nastanejo fotoni. Energija fotona je odvisna od pasovne reže materiala, zato lahko znanstveniki prilagodijo sestavo elementov v trojni spojini aluminijevega galijevega nitrida (AlGaN), da dosežejo različne valovne dolžine emisije svetlobe. Vendar ni vedno tako enostavno doseči visoko učinkovitega oddajanja svetlobe UV LED. Znanstveniki so odkrili, da pri ponovnem združevanju elektronov in lukenj ne nastanejo vedno fotoni. Ta učinkovitost se imenuje notranja kvantna učinkovitost (IQE).
Debelina potencialne vrtine in potencialne pregrade v sloju, ki oddaja svetlobo te nove vrste strukture, večplastne kvantne vrtine (MQW), ni drugačna od tradicionalne UV LED strukture. S pomočjo projekcijskih elektronskih mikroskopov z visoko ločljivostjo so raziskovalci lahko analizirali le nekaj nanometrskih kvantnih struktur v mikroskopskem merilu. Študije so pokazale, da se bodo atomi galija (Ga) agregatirali na stopnicah podlage, kar vodi v zožitev lokalnega energetskega pasu, z rastjo filma pa se bodo regije, bogate z Ga in AI bogate, razširile na LED DUV Površina je popačena in upognjena v tridimenzionalnem prostoru, da tvori tridimenzionalno strukturo več kvantnih vrtin. Raziskovalci imenujejo ta poseben pojav: fazno ločevanje elementov AI in Ga ter lokalizacijo nosilcev. Omeniti velja, da se v sistemu modre LED na osnovi indijevega galijevega nitrida (lnGaN) ln in Ga nista 100% mešala, kar ima za posledico, da so v materialu bogata ln in bogata območja, kar ima za posledico lokalizirano stanje in spodbujanje nalaganje. Sevalna rekombinacija tokov. Toda v materialnem sistemu AlGaN redko opazimo fazno ločitev Al in Ga. Eden od pomembnih pomenov tega dela je umetno prilagajanje načina rasti materiala, spodbujanje ločevanja faz in s tem močno izboljšanje lastnosti oddajanja svetlobe naprave.
Ta raziskava bo zagotovila nove ideje za raziskave in razvoj visoko učinkovitih polprevodniških UV-virov svetlobe. Ta ideja ne zahteva dragih substratov z vzorcem in zapletenih procesov epitaksialne rasti. Zanašajoč se le na prilagoditev kota kota podlage ter ujemanje in optimizacijo epitaksialnih parametrov rasti, pričakujemo, da se lahko svetlobne lastnosti UV LED izboljšajo do višine, primerljive z višino modrih LED, kar predstavlja poskus za obsežna uporaba visokozmogljivih globokih UV LED. In teoretična podlaga.
