Het"Verdrag van Minamata van de Verenigde Naties" ondertekend door 128 landen over de hele wereld, is in augustus 2017 officieel in werking getreden in China. Het verdrag verbiedt expliciet de productie en import en export van verschillende kwikhoudende producten vanaf 2020, en de productie en verkoop van traditionele kwiklampen wordt verboden. . De ontwikkeling van nieuwe milieuvriendelijke en energiebesparende UV solid-state lichtbronnen ter vervanging van de momenteel veelgebruikte UV-kwiklampen is een dringende behoefte geworden op het gebied van sterilisatie, desinfectie en uitharding. Ultraviolette LED's op basis van het derde generatie halfgeleidermateriaal AlGaN hebben een duidelijk dodend effect op het woedende nieuwe coronavirus, dat veel aandacht heeft getrokken van alle lagen van de bevolking in binnen- en buitenland.
In tegenstelling tot volwassen blauwe LED's heeft het kernmateriaal van UV-LED's een lager In-gehalte en een hoger Al-gehalte, waardoor de epitaxiale laag een hoge defectdichtheid heeft, een lage gatenconcentratie in het p-AlGaN-materiaal, een sterk polarisatie-effect en stroomvoerende problemen zoals als onevenwichtig sub-transport zijn zeer prominent aanwezig. Daarom is het lichtrendement van ultraviolette LED's nog steeds veel lager dan dat van volwassen blauwe LED's. Wanneer de emissiegolflengte lager is dan 370 nm, wordt de ultraviolette LED geconfronteerd met het probleem van een plotselinge daling van de lichtopbrengst, wat het grootste obstakel wordt dat zijn hoogwaardige toepassing belemmert.
Als reactie op de bovenstaande problemen heeft het Advanced Materials Platform van het Institute of Semiconductors van de Guangdong Academy of Sciences een meer systematisch en diepgaand technisch onderzoek en ontwikkeling van UV-LED's gelanceerd vanuit twee aspecten: materiaalgroei en apparaatontwerp.
Ten eerste heeft het gebruik van MOCVD fijne groeimodusbesturingstechnologie met succes hoogwaardige AlGaN-materialen en AlGaN-kwantumputten met een hoge interne kwantumefficiëntie voorbereid; tegelijkertijd gebruikten onderzoekers polarisatieveldbesturingstechnologie en energiebandtechniek om de multi-elementlegering p-AlInGaN/AlGaN in te korten. Periodiek superroostermateriaal (SPSL) wordt geïntroduceerd in de elektronenbarrièrelaag (EBL)-structuur van op AlGaN gebaseerde UV-LED's en UV-LED-apparaten met een hoge interne kwantumefficiëntie zijn met succes ontwikkeld.
De resultaten tonen aan dat SPSL-EBL de transportkarakteristieken van UV-LED-apparaten kan verbeteren en de inschakelspanning van het apparaat kan verminderen, zodat de lichtefficiëntie van UV-LED-apparaten met een lichtuitstralende golflengte van 368 nm kan worden verhoogd door 101,6% vergeleken met de traditionele structuur. Dit onderzoek zal hoger zijn Het onderzoek en de ontwikkeling van efficiënte all-solid-state UV-lichtbronnen opent een nieuwe weg.
Enkele van de bovenstaande werkresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het internationale gezaghebbende tijdschrift"Journal of Materials Chemistry C".