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揭开LED最鲜为人知的秘密

导读: 效率下降是阻碍GaN基LED在高电流密度这一重要的新兴应用领域大施拳脚的主要原因。但RPI的研究人员表示,通过采用极性匹配的外延结构可以克服这一缺点。

  效率下降是阻碍GaN基LED在高电流密度这一重要的新兴应用领域大施拳脚的主要原因。但RPI的研究人员表示,通过采用极性匹配的外延结构可以克服这一缺点。 

  LED制造商们目前非常关注一些新的市场,例如汽车前灯、大屏幕显示和普通照明。从某种程度上说,降低价格能帮助LED打入这些领域,但仅仅如此还不够。LED的芯片还需要在大驱动电流下也能实现高功效。这也意味着需要解决功率下降这一广受关注的问题。

  通过比较电和光激发LED的输出情况,可以帮助RPI的相关研究人员研究GaN基器件功率下降的原因。

  功率下降具体来说是指蓝光、绿光和白光LED在电流增大时效率反而下降的现象。GaN基LED通常仅在电流密度10A cm-2时效率达到峰值,电流密度为100A cm-2时效率降为峰值的一半。这引起了大家的关注,当今的高亮度芯片都需要在比10A cm-2大得多的电流密度下高效地工作。

  攻克这一难题显然非常重要,而且它已经吸引了全球工业界和学术界大批研究人员的兴趣,其中也包括我们位于纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院的研究团队,我们在过去的几年里一直在探索效率下降这一问题的根源。我们相信我们能找到症结所在,并通过完全不同的LED设计克服这一问题。

  我们与位于新墨西哥州Sandia国家实验室的Mary Crawford研究小组合作,一起研究功率下降问题的成因。我们关注位错密度对于LED效率的影响,发现位错会降低低电流密度时的效率,但并不影响高电流密度下的效率降低问题。

  在低电流密度时,载流子通常在一个陷阱辅助的过程(即SRH复合)中损失掉了,而且会随着位错密度的增加变得更加严重。通过增强自发辐射,加大电流密度起初会提高效率,但随着电流的进一步增加,另一个与之抗衡的载流子损耗机制会引发效率的下降。

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