據(jù)外媒報(bào)道，新加坡-麻省理工學(xué)院研究與技術(shù)聯(lián)盟中心(SMART）低能耗電子系統(tǒng)（LEES）跨學(xué)科研究小組，與麻省理工學(xué)院(MIT)和新加坡國立大學(xué)(NUS)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以量化在不同銦濃度下氮化銦鎵(InGaN)量子阱中的成分波動(dòng)狀況。
（圖片來源：MIT）
InGaN發(fā)光二極管(LED)以其高效、耐用、成本低的特點(diǎn)，給固態(tài)照明領(lǐng)域帶來了革命性變化。通過改變InGaN化合物中的銦濃度，可以改變LED發(fā)出的光線顏色，有可能覆蓋整個(gè)可見光光譜。在通信、工業(yè)和汽車應(yīng)用方面，銦含量少于鎵的InGaN LED，如藍(lán)色、綠色和青色LED，獲得了巨大的商業(yè)成功。然而，銦濃度較高的LED，如紅色和琥珀色LED，其效率會(huì)隨著銦含量的增加而下降。
由于效率下降，InGaN在紅色和琥珀色光譜中性能較差。目前，紅色和琥珀色LED用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)材料代替InGaN制成。開發(fā)可覆蓋整個(gè)可見光光譜的InGaN LED，能夠大大降低生產(chǎn)成本。要做到這一點(diǎn)，首先要了解并克服效率下降的問題。
該團(tuán)隊(duì)采用多面化方法來探討成分波動(dòng)的根源，及其對(duì)InGaN LED效率的潛在影響。在高銦含量InGaN LED中，準(zhǔn)確測定成分波動(dòng)非常重要，有助于了解其在效率下降方面起到的作用。這種多面化方法利用協(xié)同研究來檢測InGaN量子阱中的銦成分波動(dòng)，將互補(bǔ)的計(jì)算方法、先進(jìn)的原子尺度表征和圖像處理自主算法結(jié)合在一起。
研究人員表示，了解InGaN在不同銦濃度下的原子分布，是開發(fā)使用InGaN LED平臺(tái)的下一代全彩顯示器的關(guān)鍵。而且，這種方法具有普遍適用性，可用于其他研究成分波動(dòng)的材料科學(xué)研究。
研究發(fā)現(xiàn)，在銦含量相對(duì)較低的InGaN中，銦原子呈隨機(jī)分布狀態(tài)。另一方面，在銦含量較高的InGaN中觀察到部分相分離，其中隨機(jī)成分波動(dòng)與一些富銦區(qū)域同時(shí)存在。
通過這些發(fā)現(xiàn)，可以進(jìn)一步了解InGaN原子微結(jié)構(gòu)及其對(duì)LED性能的潛在影響，為未來的研究鋪平道路，以確定成分波動(dòng)在新一代InGaN LED中的作用，并設(shè)計(jì)防止這些器件退化的策略。
