AlGaN/InAlN/AlGaN电子阻挡层对深紫外LED发光效率的影响文献综述

 2023-09-08 09:09

文献综述

本课题的现状及发展趋势:

随着如今LED技术的飞速发展,LED的发光波段由原来的可见光波段拓展到了深紫外波段,深紫外LED技术逐渐发展成熟,成本也逐渐下降。这使得深紫外LED的应用更加广泛,甚至可能超越目前的蓝光LED。

1997年,日亚化学成功研发了世界首个波长为371nm的GaN基紫外发光LED。2003年,美国SETi公司开发出波长为280nm的AlGaN基深紫外LED。2014年,诺贝尔物理学奖获得者之一天野浩介绍了自己的研究,其中就包括了发射光波长为250~350nm左右的深紫外LED。在深紫外LED的发展过程中,日本凭借其在蓝光LED领域的先发优势,在深紫外LED方面的已取得重大进展。尤其是日亚公司在365nm的UV-LED的研究上遥遥领先;美国在深紫外的研究也已在近些年被日本超越。

UV-LED与传统的紫外光源相比,具有诸多优势。首先寿命是传统汞灯的4~5倍;其次,紫外LED的开关方便;工作电流可调,工作电压低。体积小,易携带;光谱为可调的单峰。但是,目前来说,深紫外LED的发光效率仍然相对较低,而且可见光LED的外部量子效率(EQE)能够达到70%,深紫外LED的外部量子效率(EQE)仅仅为10%左右。如何提高深紫外LED的发光效率与外部量子效率已成为现在面临的最大问题。

与蓝光LED相比,深紫外紫外LED正处于技术发展期,随着部分紫外LED产品的大力推广,也可以看到深紫外LED市场的潜力与发展前景。由于国内UV-LED的技术还不是很成熟,因此紫外芯片和光电器件价格相对偏高,市场没有形成完善的产业链,但是UV-LED仍然是以后LED领域研究的热门方向。我认为未来的发展趋势与研究方向主要是研究深紫外材料外延生长技术;高Al组分AlGaN材料生长技术和掺杂技术;深紫外LED结构设计等等。通过这些方面的研究最终能够提高深紫外LED的发光效率。

本课题的价值:

根据上面的陈述,我们知道如今的限制深紫外LED的发展的问题是它的发光效率与EQE。本课题通过研究电子阻挡层对深紫外LED发光效率的影响,并将这一电子阻挡层设计为AlGaN/InAlN/AlGaN结构,改变电子阻挡层中的组分,通过数值研究,最后设计出能够使深紫外LED发光效率最高的深紫外LED结构。这一研究结果将会使深紫外LED的发光效率得到提高,从而能够使深紫外LED成本更加便宜,得到更广泛的应用。

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