Faseovergang kubisk galliumnitrid fordobler ultraviolet emissionseffektivitet

Nye fotoniske materialer bliver afgørende for energiomdannelse, kommunikation, og fornemmelse, hovedsagelig fordi der er et globalt ønske om at forbedre energieffektiviteten, og reducere elforbruget. Som Dr. Can Bayram, adjunkt i Institut for Elektroteknik og Computer Engineering ved University of Illinois i Urbana-Champaign, noter, "Hvem vil ikke forbruge mindre elektricitet for den samme belysningskvalitet?"

Da Nobelprisen i fysik i 2014 blev tildelt en trio forskere for at opfinde en ny (In) GaN-baseret energieffektiv, mere miljøvenlig lyskilde, denne idé blev bragt i spidsen og fik mere udbredt anerkendelse.

I beslægtet arbejde, teamet Innovative COmpound semiconductoR Laboratory (ICOR) ledet af prof. Bayram har udgivet et vel modtaget papir med titlen "Høj intern kvanteeffektivitet ultraviolet emission fra faseovergang kubisk GaN integreret på nanopatterned Si (100)". Richard Liu, en ph.d. kandidat rådgivet af prof. Bayram, og hvis primære forskningsområder er optoelektronik og nanofotonik, er hovedforfatter til dette papir.

Holdets papir og dets løfte om en ny emitter er for nylig blevet omtalt i Sammensat halvleder og Halvleder i dag .

GaN-materialer (også kendt som III-nitrider) er et af de mest eksotiske fotoniske materialer, og i U af I -teamets arbejde, de undersøger en ny fase af galliumnitridmaterialer:kubik. Brug af aspektforhold nanopatterning teknologi, de rapporterer en sekskant-til-kubisk faseovergangsproces i GaN, muliggjort gennem mønster af aspektforhold på siliciumsubstrat. Emissionseffektiviteten ved optimeret kubisk GaN, takket være polarisationsfri karakter af kubisk GaN, måles til cirka 29%, i skarp kontrast til de generelle procenter på 12%, 8%, og 2%, henholdsvis, af konventionel sekskantet GaN på safir, sekskantet fritstående GaN, og sekskantet GaN på Si.

Bayram kommenterer, at "Nye fotoniske materialer er kritiske i næste generations energiomdannelsesenheder. GaN-on-Si, aktiveret gennem faseovergangsteknologi, giver en effektiv, skalerbar, og miljøløsning til integreret synlig fotonik. "