Rene røde lysdioder opfylder et primært mål

At lave rene røde lysdioder fra nitridkrystaller er et mål, der hidtil har frustreret ingeniører. Imidlertid, disse lysdioder er afgørende for at bygge den næste generation af energieffektive mikro-LED-skærme til at følge OLED-skærme og for at skabe belysning med farvetuning. Nu, for første gang, et team af elektriske ingeniører hos KAUST er lykkedes med at lave disse lysdioder.

"Elektriske ingeniører kan allerede lave klare lysdioder ved hjælp af forskellige materialer til at producere forskellige farver. Men for at forbedre displayteknologier, ingeniører skal integrere de tre primære farve -lysdioder, rød, grøn og blå, på en chip, "forklarer Daisuke Iida, en elektriker på KAUST. Det betyder, at de skal finde et materiale, der er egnet til fremstilling af alle tre farver. Materialet skal kunne producere hver farve med høj intensitet, og ideelt set den skal have en høj effekt, men bruger relativt lidt batterispænding.

De bedste kandidater til at generere alle tre farver er en familie af forbindelser kaldet nitridhalvledere. Disse er krystaller indeholdende nitrogen, der i teorien kan bruges til at skabe lysdioder, der producerer lys med bølgelængder mellem ultraviolet og infrarødt, som omfatter hele det synlige spektrum. Ingeniører bruger normalt galliumnitrid til at lave blå og grønne lysdioder, men de har kæmpet for at lave knaldrøde lysdioder med denne krystal. "Rød vision har været næsten umulig - andre grupper har kun virkelig haft succes med at lave orange, ikke æblerød, "siger gruppeleder, Kazuhiro Ohkawa. "Nu, Vi har udviklet et krystalvækstsystem til at realisere rene røde lysdioder. "

Udskiftning af en stor del af gallium med elementet indium giver den ønskede røde, men det er svært at gøre, fordi indium let fordamper fra krystallen. Så Iida, Ohkawa og kolleger skabte en reaktor med ekstra indiumdamp over krystalets overflade, en proces kendt som metalorganisk dampfaseaflejring. Dette ekstra tryk forhindrer indium i krystallen i at undslippe. "Dette giver os en højere indiumkoncentration på overfladen, "siger Ohkawa." Det er vores hemmelighed! "

Men der var en anden hindring at overvinde. Indium er lavet af større atomer end gallium, så når det introduceres, det skaber defekter i krystallen, forringe kvaliteten af ​​outputlyset. Holdets trick var også at tilføje aluminium, som har små atomer. "Indførelsen af ​​de små atomer reducerer belastningen af ​​krystallen, resulterer i færre krystaldefekter, «siger Iida.

"En anden fordel er, at lysdioderne fungerer med omkring halvdelen af ​​spændingen fra sine konkurrenter, "siger Ohkawa." Dette vil give dig en længere levetid for batterier. "