第六关,三明治(肉夹馍?)蓝光LED。
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GaN(氮化镓)这种材料,虽然难以制造,但它的优点也很突出,那就是它的物理和化学性质非常稳定。它具有热导率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度的特点。
为什么ZnSe(硒化锌)没有最后取得成功,同样是因为产品稳定性的问题。
ZnSe作为当前LED领域的重点研究方向,其进展是相当快。山M利用ZnSe做出的蓝光LED,甚至已经做到了激光器这个层面上,但就是无法解决寿命问题。
全球上万名科学家,把ZnSe这条路,差不多完全打通了。终点线就在眼前,所有人都为之欢欣鼓舞。但可惜的是,就是这最后的短短一小步,集合了人类上万名科技精英,十数亿美元的科研经费,居然无法寸进。
这个领域,就是在后世也没有被完全放弃。在网上一搜索,还能找到一片片的相关论文和技术探讨。
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不过这些都不关成永兴的事情了。他要立刻解决的问题,就是提高LED的亮度问题。
为什么PN结蓝光LED,不能作为最终产品,就是因为这种结构的产品,它的亮度不够!
那么什么样的结构,亮度够呢,这就是三明治结构。
GaN(氮化镓)的禁带宽度较宽。前面介绍过了。当禁带越宽,发出的光波的波长,就越短。
现在出现了一个新问题,那就是采用这种材料的LED,发出光波的波长太短!以至于出了可视范围,跑到紫外区域去了。人眼看不到了!
不过这种问题相对容易解决。只要通过增加In的组分比例,把光波调回到人眼的可见范围,也就是蓝光的区域,就可以了。
另外,用双异质结结构可以获得更高的发光效率。
双异质结也被称为“三明治”结构。也就是在PN结构中间,加入能隙比发光层更大的半导体层。在此结构中,载流子会被两边的材料限制在中间,从而具有更高的载流子浓度和发光效率。
至于什么是能隙,什么是载流子,这里就不展开了。这些名词太复杂,可以水一万字,还讲不完。
总之,跟三明治一样,中间的肉更好吃一点。
如果不知道什么是三明治,叫肉夹馍结构,也可以!
基于这两点理论,采用InGaN/GaN三明治结构,应该会制作出更亮的蓝光LED。
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中村开始这种LED的研究的起点时间,大概是在92年中期。这个时间点比较奇怪,因为自从91年3月份到这个时间,整整过去了一年多的时间。
但也有种解释,那就是他的思路,是根据了赤崎教授于92年发布的研究结果。
赤崎教授及其团队,在92年发布了一
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