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韩国科学家利用光子晶体结构让发光二极管更亮【生活】

发布时间:2019-07-11 03:52:40 阅读: 来源:蝶阀厂家

 韩国科学家利用激光全息技术(holography)的制作工艺,在氮化镓(GaN)为主要材料的发光二极管(LED)组件上,刻蚀出二维光子晶体(PhotonicCrystal),将输出功率提高了两倍以上。
研究人员指出,相比之前使用电子束光刻法(Electron-beamlithography)的制作方式,这项研究工作的最大进步是全息技术(Holography)可提供大面积制造,因此适合大量生产。

  传统的发光二极管受限于全反射(totalinternalreflection)及和横向导波(lateralwaveguiding)的现象,发出的光无法有效传递出组件,而有一大部份是浪费掉的。藉由将光子晶体结构整合进入组件的构造中,发光二极管的制造商便有机会去操控光子的行为,并改善光的输出。

  首尔大学的研究人员以波长350纳米的He-Cd离子激光器为光源,透过双光束全息术(two-beamholography),在LED晶圆上制作出正方晶格的光子晶体图样,图形的周期分别为300、500及700纳米。研究团队发现,晶格周期为500纳米的样品表现最佳,能提取出的光为传统平面发光二极管的2.1倍。首尔大学的HeonsuJeon指出,这项技术唯一的问题是操作电压的微幅提升,但他们有信心在未来解决。

  目前计算机仿真专家正忙于为发光波长约400纳米的光子晶体发光二极管(PC-LED),找出最佳化的结构。Jeon等人的下一步则是评估此组件商业化的可行性。

  Jeon表示,在发光二极管组件中加上光子晶体结构,并不会让发光二极管的制造成本明显增加。未来,激光全息术的制作方式甚至可能被相位光罩(phasemask)所取代,以配合大量生产的条件。




(a) 光子晶体结构的SEM图(b) PC-LED结构示意图(来源: 韩国首尔大学)

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