密西根研究團(tuán)隊(duì)11月發(fā)表最新研究，發(fā)現(xiàn)將化學(xué)元素硼（Boron）加入氮化銦鎵 （INGan） 材料可以讓LED半導(dǎo)體的中間層（middle layer）厚度變大，解決發(fā)光效率隨著注入電流的提高而下降的現(xiàn)象。這項(xiàng)研究已經(jīng)刊登于應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)（Applied Physics Letters）。
 
發(fā)光二極管（Light-emitting diode）半導(dǎo)體由帶有正電性質(zhì)的P型半導(dǎo)體和帶有電子的N型半導(dǎo)體組合，通電后具有正電性質(zhì)的電洞（hole） 會(huì)和電子（electron）結(jié)合并產(chǎn)生光，在中間層的所使用的材質(zhì)將決定波長(zhǎng)長(zhǎng)短。
 
電子和電洞移動(dòng)到中間層時(shí)，有太多的電子同時(shí)被擠壓到中間層，會(huì)使其相互碰撞、無(wú)法有效的和電洞結(jié)合，降低發(fā)光效率，而這種情形又稱之為歐格再結(jié)合（Auger recombination）。
 
而要解決這項(xiàng)問(wèn)題的辦法是增加中間層的厚度，好讓電子和電洞有足夠的空間；然而要增加中間層的厚度卻沒(méi)有想象中容易。
 
因?yàn)長(zhǎng)ED半導(dǎo)體是晶體狀，原子間有其固定排列規(guī)則，而該特定間距又稱為晶體參數(shù)（lattice parameter）。當(dāng)晶體材料相互層疊生長(zhǎng)時(shí)，它們的晶格參數(shù)必須相似，原子排列規(guī)則與材料連接處才能匹配，否則材料會(huì)變形。
 
研究者Williams和Kioupakis透過(guò)預(yù)測(cè)模型發(fā)現(xiàn)，將硼加入氮化銦鎵，可以增加中間層的厚度，以利電子和電洞結(jié)合。BInGaN材料發(fā)出的光的波長(zhǎng)也非常接近于氮化銦鎵的波長(zhǎng)，可以調(diào)整出不同的顏色。
 
這項(xiàng)研究是否能實(shí)際在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)出還是未知數(shù)，而究竟要摻入多少的的硼元素也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但是密西根研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)對(duì)新型LED的研發(fā)是一大貢獻(xiàn)。




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