Recientemente, un equipo conjunto de investigación compuesto por la Universidad de Profesores de Yancheng, el Instituto de Semiconductores de la Academia China de Ciencias, la Universidad de Xiamen y otras instituciones ha logrado avances significativos en la mejora de la eficiencia luminosa de los Mini LEDs verdes basados en InGaN.

Fuente de la imagen: Applied Physics Letters

Durante la etapa de crecimiento cuántico del pozo, el equipo introdujo un proceso de tratamiento de aluminio, que resultó en un Mini LED verde que alcanzó una eficiencia cuántica externa (EQE) máxima del 65,0% y una eficiencia de enchufe (WPE) del 60,1%. Los hallazgos de la investigación relacionada se han publicado en la revista académica estadounidense Letras de Física Aplicada.

El equipo adoptó un novedoso proceso de tratamiento con aluminio, en el que se introdujo brevemente el trimetilaluminio (TMAl) tras el crecimiento de cada capa de pozo cuántico de InGaN, formando una capa protectora ultrafina de AlGaN en la superficie del pozo cuántico. Esta película de aproximadamente 0,5 nm de grosor reduce los defectos durante el crecimiento cristalino, haciendo que la estructura del pozo cuántico sea más plana y estable, mejorando así la calidad global del cristal.

El análisis microestructural reveló una reducción significativa de los defectos del material tras el tratamiento con aluminio. Las pruebas ópticas también confirmaron que los electrones y huecos completan el proceso de luminiscencia más rápidamente, lo que indica una mejora notable en la eficiencia luminosa del material.

Estas mejoras se reflejaron directamente en el rendimiento del dispositivo. El Mini LED verde flip-chip de 520 nm desarrollado por el equipo de investigación alcanzó una eficiencia cuántica externa de hasta el 65% y una eficiencia de enchufe de pared del 60,1% bajo baja corriente, estableciendo un nuevo récord para la mayor eficiencia públicamente reportada de LEDs verdes InGaN.

Incluso bajo corrientes de funcionamiento convencionales (20 A/cm²), el dispositivo mantenía una alta eficiencia, superando significativamente a los LEDs verdes tradicionales. Además, la longitud de onda de luminiscencia del dispositivo se mantuvo más estable con corrientes variables, lo que indica que la nueva estructura mitiga eficazmente el efecto del campo piezoeléctrico, haciendo que la luminiscencia sea más fiable.

Es importante destacar que esta tecnología se basa en sustratos de zafiro con patrón (PSS) de bajo coste, lo que la hace adecuada para la producción en masa práctica. Los investigadores creen que el novedoso proceso de tratamiento del aluminio no solo mejora la tensión del material y la calidad de la interfaz, sino que también mejora la eficiencia de absorción del indio, haciendo que la luminiscencia del LED verde sea más brillante y estable.

(Reimpreso de www.ledinside.cn)