«Эта работа очень революционная, поскольку она прокладывает путь к новым зеленым эмитентам длины волны, которые могут быть нацелены на передовое твердотельное освещение на масштабируемой CMOS-кремниевой платформе, эксплуатируя новый материальный, кубический галлий, азотируют», сказал, Может Bayram, доцент электротехники и вычислительной техники в Иллинойсе, кто сначала начал исследовать этот материал в то время как в IBM Научно-исследовательский центр Т.Дж. Уотсона несколько лет назад.«Союз твердотельного освещения с ощущением (например, обнаружение) и организация сети (например, коммуникация), чтобы позволить умный (т.е. отзывчивый и адаптивный) видимое освещение, дальнейший готовый коренным образом изменить, как мы используем свет.
И CMOS-совместимые светодиоды могут облегчить быструю, эффективную, малую мощность и многофункциональные технологические решения с меньшим количеством следа и по еще более доступной стандартной цене устройства для этих заявлений».Как правило, GaN формируется в одной из двух кристаллических структур: шестиугольный или кубический. Шестиугольный GaN термодинамически стабилен и является безусловно более обычной формой полупроводника. Однако шестиугольный GaN подвержен явлению, известному как поляризация, где внутреннее электрическое поле отделяет отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные отверстия, препятствуя тому, чтобы они объединились, который, в свою очередь, уменьшает эффективность светоотдачи.
До сих пор единственный способ, которым исследователи смогли сделать кубический GaN, состоял в том, чтобы использовать молекулярную эпитаксию луча, очень дорогой и медленный кристаллический метод роста, когда по сравнению с широко используемым методом металлически-органического химического смещения пара (MOCVD), который использовал Бэрэм.Bayram и его аспирант Ричард Лю сделали кубический GaN при помощи литографии и изотропической гравюры, чтобы создать U-образное углубление на Сайе (100). Этот непроводящий слой по существу служил границей, которая формирует шестиугольный материал в кубическую форму.«У нашего кубического GaN нет внутреннего электрического поля, которое отделяет перевозчики обвинения – отверстия и электроны», объяснил Лю. «Так, Они могут наложиться и когда это происходит, электроны и отверстия объединяются быстрее, чтобы произвести свет».
В конечном счете Бэрэм и Лю полагают, что их кубический метод GaN может привести к светодиодам, лишенным явления «свисания», которое изводило светодиодную промышленность в течение многих лет. Для зеленых, синих, или ультрафиолетовых светодиодов введены их снижения эффективности светового излучения, столь же более актуальные, который характеризуется как «свисание».
«Наша работа предполагает, что поляризация играет важную роль в свисании, отодвигая электроны и отверстия друг от друга, особенно под плотностями тока низкой инъекции», сказал Лю, который был первым автором статьи, ««Увеличение Кубического Галлия Фазы Азотирует Поверхностное Освещение на Наношаблонном Кремнии (100)», появляющиеся Прикладные Письма о Физике.Наличие лучше выполнения зеленых светодиодов откроет новые пути для светодиодов в общем твердотельном освещении. Например, эти светодиоды обеспечат энергосбережения, производя белый свет посредством подхода смешивания цвета.
Другие перспективные применения включают ультрапараллельную светодиодную возможность соединения через зеленые светодиоды без фосфора, подводные коммуникации и биотехнологию, такие как лечение мигрени и оптогенетика.Расширенные зеленые светодиоды не единственное заявление на кубический GaN Бэрэма, который мог когда-нибудь заменить кремний, чтобы сделать власть электронными устройствами найденный в адаптерах питания ноутбука и электронными подстанциями, и это могло заменить ртутные лампы, чтобы сделать ультрафиолетовые светодиоды, которые дезинфицируют воду.