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  • 高效蓝光LED成就了高亮节能白光光源

    作者:甘阳 编译 来源:瑞典皇家科学院物理部 时间:2014-10-14 17:35 阅读:5171 [投稿]
    发光二极管是基于半导体元件的窄带光源,发光波长范围从红外到紫外。第一个LEDs的研发于1950s和1960s年代就在几个实验室进行,发光波长为红外到绿光不等。但是,蓝光LEDs的研发却非常艰难,又用了30多年才实现。

    五、双异质结构构和量子阱

     红外LEDs和激光二极管的研究已经表明:异质结和量子阱是实现高效率的保障。在异质结和量子阱中,电子和空穴被注入到极小空间内,其内的复合过程更高效、损耗小。Akasaki等研发出基于AlGaN/GaN的异质结构 [36, 37],Nakamura则利用InGaN/GaN组合、InGaN/AlGaN组合来制备异质结、量子阱和多量子阱,并大获成功 [38]。1994年,基于InGaN/AlGaN双异质结,Nakamura等实现了2.7%的量子效率(如图3)[39]!籍此重要突破,高效蓝光LEDs的研发和应用的道路终于畅通了!两个研究组继续研发蓝光LEDs,目标是更高效、多样化和广泛应用。两个研究组在1995-1996均实现了基于GaN的蓝光激光 [40, 41]。


    图3. 基于InGaN/AlGaN双异质结蓝光LED的结构示意图[39]。

    六、历史发展总结(本节标题为译者所加(译者注))

     现今的高效GaN基LEDs确实源自不同领域的长时间积累和多项相关突破,包括基本材料物理和晶体生长领域的突破、先进异质结构设计相关的器件物理领域的突破,以及出光率优化设计相关的光学物理领域的突破。有关蓝/绿/红和“白”光LEDs的历史发展进程可以总结如下图4。


     

    图4. 商业LEDs演进的历史 [42]。PC-White表示磷转换白光,DH表示双异质结构。纵轴的wallplug效率是(输出出射光功率/输入电功率)这一比值。

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