مؤخرا، حقق فريق بحث مشترك يضم جامعة يانتشنغ للمعلمين، ومعهد أشباه الموصلات في الأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة شيامن، ومؤسسات أخرى تقدما كبيرا في تحسين كفاءة إضاءة مصابيح LED الخضراء المبنية على InGaN.

مصدر الصورة: رسائل الفيزياء التطبيقية

خلال مرحلة نمو الآبار الكمومية، قدم الفريق عملية معالجة الألمنيوم، مما أدى إلى مصباح LED ميني أخضر حقق كفاءة كمومية خارجية قصوى (EQE) تبلغ 65.0٪ وكفاءة سدادات الجدار (WPE) بنسبة 60.1٪. تم نشر نتائج الأبحاث ذات الصلة في المجلة الأكاديمية الأمريكية رسائل الفيزياء التطبيقية.

اعتمد الفريق عملية معالجة جديدة للألمنيوم، حيث تم إدخال ثلاثي ميثيل الألمنيوم (TMAl) لفترة وجيزة بعد نمو كل طبقة بئر كمومية من InGaN، مكونا طبقة حماية شديدة الرقة من AlGaN على سطح البئر الكمومي. يقلل هذا الفيلم بسماكة حوالي 0.5 نانومتر من العيوب أثناء نمو البلورات، مما يجعل بنية البئر الكمومي أكثر تسطحا واستقرارا، مما يعزز جودة البلورات بشكل عام.

كشف التحليل الدقيق عن انخفاض كبير في عيوب المواد بعد معالجة الألمنيوم. أكدت الاختبارات البصرية أيضا أن الإلكترونات والثقوب تكمل عملية التلميع بسرعة أكبر، مما يشير إلى تحسن ملحوظ في كفاءة إضاءة المادة.

وقد انعكست هذه التحسينات بشكل مباشر في أداء الجهاز. حقق جهاز Mini LED الأخضر ذو الشريحة القابلة للطي بتقنية 520 نانومتر، الذي طوره فريق البحث، كفاءة كمية خارجية تصل إلى 65٪ وكفاءة قابس الجدار بنسبة 60.1٪ تحت التيار المنخفض، محققا رقما قياسيا جديدا لأعلى كفاءة معلنة علنا بين مصابيح InGaN الخضراء.

حتى تحت التيارات التشغيلية التقليدية (20 أمبير/سم²)، حافظ الجهاز على كفاءة عالية، متفوقا بشكل كبير على مصابيح LED الخضراء التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، ظل طول موجة التوهج للجهاز أكثر استقرارا مع تغير التيارات، مما يشير إلى أن الهيكل الجديد يخفف فعليا من تأثير المجال الكهروضغطي، مما يجعل التلمع أكثر موثوقية.

ومن المهم أن هذه التقنية تعتمد على ركائز الياقوت المصنوعة من الياقوت منخفض التكلفة (PSS)، مما يجعلها مناسبة للإنتاج العملي على نطاق واسع. يعتقد الباحثون أن عملية معالجة الألمنيوم الجديدة لا تحسن فقط إجهاد المادة وجودة الواجهة، بل تعزز أيضا كفاءة امتصاص الإنديوم، مما يجعل إضاءة LED الخضراء أكثر سطوعا واستقرارا.

(أعيد طبعه من www.ledinside.cn)