Forskare tunnel till en ny ljuskälla

Ava Max - Sweet but Psycho [Official Music Video] (Maj 2019).

Anonim

Med oro över att flytta till en ren energiplattform över hela världen med elfordon och förnybara energikällor är slösad energi en faktor som är lika viktig som den mängd grön energi som produceras. Således är solid state-belysning baserad på lysdioder (LED) utspådda som en lösning. Emellertid kämpar LED-lampor för att leverera hög ljusstyrka för kortare våglängdsänden av belysningsbehov. Och utsända korta våglängder underlättar vitt ljus genom kända fosforomvandlare.

I Light: Science & Applications beskriver forskare och forskare vid Ohio State University vid Wright State University och Naval Research Laboratory en lovande ny halvledarlampa tillverkad av GaN-baserade material som kan öka vägguttagets effektivitet genom att minska energiförluster och självuppvärmning.

Om denna nya teknik kan utnyttjas för hög ljusutgång, kan genombrottet förbättra LED-ljusbelysningen utan en betydande förändring av befintliga LED-produktionsanläggningar. De nya lysdioderna kan ge mer ljus med mindre spänning och motstånd än konventionella GaN-lysdioder, vilket ökar den totala lumen per watt-utgång och undviker effektivitetshalten som plågar ljusstyrka med hög ljusstyrka.

Ett sätt som laget har övervinnat detta problem är att helt avlägsna all dopning av p-typ i galliumnitrid, vilket historiskt är svårt att doppa och leder till hög serieresistens. Nyckeln till lagets upptäckt är möjligheten att skapa "hål" för radiativ rekombination med elektroner genom kvantmekanisk tunnling, snarare än via p-doping. Tunneln sker genom Zener-mekanismen, som levererar hålen till rekombinationsområdet, vilket mildrar behovet av klumpiga p-typ ohmiska kontakter och resistiva p-typ halvledarinjektorer.

Forskarna gjorde sin upptäckt samtidigt som de avancerade tunneldioderna (RTD) i galliumnitridsystemet för Naval Research Office under programchef Dr. Paul Maki utvecklades. Som rapporterats i augusti 2016-utgåvan av Applied Physics Letters, inrättade deras ansträngningar också en stabil GaN-baserad RTD-plattform för hög mikrovågsproduktion och potentiellt terahertz-källor.

Den grundläggande vetenskapen bakom denna framsteg är användningen av de extremt höga elektriska fälten som induceras av polarisationseffekterna inom Wurtzite GaN-baserade heterostrukturer. Dessa höga fält tillåter den nya enheten inte bara att injicera elektroner över en klassisk RTD-dubbel-barriärstruktur i ledningsbandet, men samtidigt samtidigt för att injicera hål genom Zener-tunnling över GaN-bandgapet i valensbandet. Således använder den nya lysdioden endast dopning av n typ, men innehåller bipolära tunnelladdningar för att skapa den nya LED-ljuskällan.

I arbetet med kommersialisering arbetar teamet med att balansera det injicerade elektron- och hålförhållandet för att skapa och levererar därför upp till en emitterad foton för varje injicerad elektron.

menu
menu