半導體同構可以改善LED的設計

據(jù)外媒報道，來自莫斯科物理技術學院（MIPT）的研究人員發(fā)現(xiàn)，超級注射（此前認為只有在半導體異質(zhì)結構中可能產(chǎn)生的效應）也可能發(fā)生在同質(zhì)結構中（由單一半導體材料組成的結構）。他們指出，大多數(shù)已知的半導體可用于構建能夠進行超級注射的同質(zhì)結構，這一發(fā)現(xiàn)可為光源開發(fā)和生產(chǎn)提供全新方法。

研究人員表示，金剛石和許多新興寬帶隙半導體材料都具有出色的光學和磁性性能。然而，這些材料不能像硅或砷化鎵那樣進行有效地摻雜，進而限制了它們的實際應用。

MIPT團隊預測了金剛石p-i-n二極管中的超級注射效應，與n類注入層的摻雜相比，他們的發(fā)現(xiàn)這種方法能允許向二極管的i區(qū)注入更多數(shù)量級的電子。該團隊認為，超注射在金剛石二極管中產(chǎn)生的電子濃度可能比先前認為的電子濃度高10,000倍。因此，研究人員表示，金剛石可能作為紫外LED的基礎，比當前理論計算預測的要亮幾千倍。

研究人員Igor Khramtsov表示：“令人驚訝的是，相比大多數(shù)大眾市場的半導體LED和基于異質(zhì)結構的激光器，金剛石中的超注射效果要強50到100倍?！?/p>

研究人員Dmitry Fedyanin指出：“針對硅和鍺的超注射需要低溫，可能會對其效用產(chǎn)生影響。但在金剛石或氮化鎵中，即使是在室溫下也可進行強烈的超注射?！?/p>

他們指出，超級注射可以在各種半導體材料中進行，包括傳統(tǒng)的寬帶隙半導體及新型2D材料等。這樣一來，可為高效藍光、紫光、紫外和白光LED以及光學無線通信（Li-Fi）光源，新型激光器，量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)射器和早期疾病診斷的光學設備等的設計開辟全新途徑。

他們的研究成果發(fā)表在半導體科學期刊《Semiconductor Science and Technology》上。