廈門大學破解深紫外線發光二極管應用難題

    廈門大學物理與機電工程學院一個研究小組通過在高鋁組分氮化物深紫外線發光二極管(LED)表面覆蓋一層超薄鋁膜，從而破解制約這一發光器件得以更廣泛應用的“光抽取效率”關鍵難題，為未來此類器件在醫療、環保、軍事等領域的產業化應用開啟新的方法和思路。

    廈門大學12日介紹說，這一研究成果日前已刊登在《自然》出版集團旗下涵蓋自然科學所有領域的在線開放刊物《科學報道》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、信息技術等領域發揮獨特作用。但長期以來，受限于高鋁組分氮化物本征特性和制備工藝，從發光二極管抽取深紫外線的效率非常低，這也就意味著電轉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光二極管的更廣泛應用。

    廈大物理與機電工程學院康俊勇教授研究組下的課題小組將目光“鎖定”這項研究。經過幾年攻關，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：當課題組在一個深紫外線發光二極管表面鍍上一層僅有5納米的超薄鋁膜時，驚奇地發現，這層鋁膜不但沒有像傳統鏡子一樣將器件發出的光更多地反射回去，反而巧妙地將器件向側面射出的光收集起來，穿過鋁膜層，神奇地從正面射出，實現了光抽取效率的提高。

    黃凱解釋說，“這是因為當鋁膜做的非常薄之后，其中的納米效應使它不同于傳統鏡子將光反射回去，而是集中吸收，實現光的收集和正面發射。”

    試驗表明，這層鋁制“外衣”對紫外線發光二極管光抽取效率的“貢獻度”將隨波長的不同而不同。一般說來，波長越短的光，效率越高。數據顯示，同是鍍上這層鋁膜，波長約310納米的紫外線發光二極管，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納米的深紫外線發光二極管來說，光抽取效率則可提高130%。

    這樣的結果令課題組成員倍受鼓舞。目前，他們仍在改進方法，力爭進一步提高深紫外線發光二極管的光抽取效率。<