廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院一個研究小組通過在高鋁組分氮化物深紫外線發(fā)光二極管(LED)表面覆蓋一層超薄鋁膜，從而破解制約這一發(fā)光器件得以更廣泛應(yīng)用的“光抽取效率”關(guān)鍵難題，為未來此類器件在醫(yī)療、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開啟新的方法和思路。
廈門大學(xué)12日介紹說，這一研究成果日前已刊登在《自然》出版集團(tuán)旗下涵蓋自然科學(xué)所有領(lǐng)域的在線開放刊物《科學(xué)報道》上。
所謂深紫外線，是指波長短于280納米的紫外線。這種光源可在水及空氣凈化、疾病治療、信息技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特作用。但長期以來，受限于高鋁組分氮化物本征特性和制備工藝，從發(fā)光二極管抽取深紫外線 的效率非常低，這也就意味著電轉(zhuǎn)化為可用光的部分很少，造成了“光能”的流失，大大制約了深紫外線發(fā)光二極管的更廣泛應(yīng)用。
廈大物理與機(jī)電工程學(xué)院康俊勇教授研究組下的課題小組將目光“鎖定”這項(xiàng)研究。經(jīng)過幾年攻關(guān)，課題小組副教授黃凱與博士生高娜等成員借用一個超薄鋁膜破解了這一難題：當(dāng)課題組在一個深紫外線發(fā)光二極管表面鍍上一層僅有5納米的超薄鋁膜時，驚奇地發(fā)現(xiàn)，這層鋁膜不但沒有像傳統(tǒng)鏡子一樣將器件發(fā)出的光更多地反射回去，反而巧妙地將器件向側(cè)面射出的光收集起來，穿過鋁膜層，神奇地從正面射出，實(shí)現(xiàn)了光抽取效率的提高。
黃凱解釋說，“這是因?yàn)楫?dāng)鋁膜做的非常薄之后，其中的納米效應(yīng)使它不同于傳統(tǒng)鏡子將光反射回去，而是集中吸收，實(shí)現(xiàn)光的收集和正面發(fā)射。”
試驗(yàn)表明，這層鋁制“外衣”對紫外線發(fā)光二極管光抽取效率的“貢獻(xiàn)度”將隨波長的不同而不同。一般說來，波長越短的光，效率越高。數(shù)據(jù)顯示，同是鍍上這層鋁膜，波長約310納米的紫外線發(fā)光二極管，光抽取效率可提高約20%；波長約290納米的紫外線發(fā)光二極管，光抽取效率可提高約50%；而對于波長約280納米的深紫外線發(fā)光二極管來說，光抽取效率則可提高130%。
這樣的結(jié)果令課題組成員倍受鼓舞。目前，他們?nèi)栽诟倪M(jìn)方法，力爭進(jìn)一步提高深紫外線發(fā)光二極管的光抽取效率。▇
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