Los diodos emisores de luz ultravioleta profunda LED-DUV hechos de nitruro de aluminio y galio AlGaN transfieren eficientemente la energía eléctrica a la energía óptica debido al crecimiento de una de sus capas inferiores de forma escalonada. Este hallazgo, publicado enel periódico letras de física aplicada , puede conducir al desarrollo de LED aún más eficientes.
Los LED DUV basados en AlGaN están recibiendo mucha atención de investigación debido a su uso potencial en esterilización, purificación de agua, fototerapia y comunicación óptica de alta velocidad independiente de la luz solar. Los científicos están investigando formas de mejorar su eficiencia en la conversión de energía eléctrica en ópticaenergía.
Kazunobu Kojima de la Universidad de Tohoku se especializa en optoelectrónica cuántica, que estudia los efectos cuánticos de la luz en los materiales semiconductores de estado sólido. Él y sus colegas en Japón utilizaron una variedad de técnicas microscópicas especializadas para comprender cómo la estructura de los LED basados en AlGaN afecta sueficiencia.
Fabricaron un LED basado en AlGaN haciendo crecer una capa de nitruro de aluminio en la parte superior de un sustrato de zafiro con un ángulo muy pequeño de un grado. A continuación, crecieron una capa de revestimiento de AlGaN con impurezas de silicio en la parte superior del nitruro de aluminiocapa. Luego se cultivaron tres 'pozos cuánticos' de AlGaN encima. Los pozos cuánticos son capas muy delgadas que confinan partículas subatómicas llamadas electrones y agujeros dentro de la dimensión que es perpendicular a la superficie de las capas, sin restringir su movimiento en las otras dimensiones.El pozo cuántico superior finalmente se cubrió con una capa de bloqueo de electrones formada por nitruro de aluminio y AlGaN con impurezas de magnesio.
Las investigaciones microscópicas revelaron que se forman escalones en terrazas entre las capas inferiores de nitruro de aluminio y AlGaN. Estos pasos afectan las formas de las capas de pozos cuánticos por encima de ellas. Se forman franjas ricas en galio que conectan los escalones inferiores a las pequeñas distorsiones que causan en elcapas superiores de pozos cuánticos. Estas franjas representan micropatas de corriente eléctrica en la capa de revestimiento de AlGaN. Estas micropatas, junto con una fuerte localización del movimiento de electrones y agujeros dentro de las capas de pozos cuánticos, parecen aumentar la eficiencia de los LED en la conversión de energía eléctrica aenergía óptica, dicen los investigadores
El equipo planea usar esta información para fabricar LED ultravioletas profundos basados en AlGaN más eficientes, dice Kojima.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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