通过使用各种材料,工程师们已经可以制造出各种颜色的超亮led。然而,这些对于下一代节能的微led显示器和颜色调节照明来说并没有什么好处。
寻找合适的材料
现在,据报道,来自沙特阿拉伯的研究人员已经成功地制造了纯红色发光二极管这是第一次使用氮化物晶体。
“电气工程师已经使用不同的材料制作了明亮的LED来生产不同的颜色。但是为了提高显示技术,工程师必须将三个主要颜色LED,红色,绿色和蓝色集成到一个芯片上,”日本科技大学的电气工程师饭田大介解释道。
要做到这一点,他们必须找到一种适合在单一芯片上制造所有三种颜色的材料,并且能够高强度地生产每种颜色。它还应该有高功率输出和使用相对较少的能量。
被认为是产生的最佳候选者LED红色、绿色和蓝色是氮化半导体。这些是含有氮的晶体,理论上,它们可以用来制造发光二极管,产生波长介于紫外线和红外线之间的光——整个可见光谱。
虽然氮化镓(GaN)已经被用来制造蓝色和绿色的led,但用它来制造明亮的红色led是具有挑战性的。
用于金属有机液相定义的机器,研究人员说是实现鲜红色LED的关键。使用的图像礼貌KAUST
通过晶体生长系统创造纯粹的“苹果红”led
“红色视觉几乎是不可能的——其他团队只成功地制造出了橙色,而不是苹果红色,”组长大川和弘说。“现在,我们已经开发了一种晶体生长系统来实现纯红色led。”研究小组说,这意义重大,因为制造红色led几乎是不可能的——红色通常是通过颜色转换或基于不同的材料来实现的。
纯红色led的好处
为了制造红色发光二极管,在晶体表面制造了一个反应器,其中含有额外的铟蒸汽。这个过程被称为金属有机气相沉积,当它被使用时,增加的压力防止氮化物晶体中的铟逸出。
这就意味着晶体表面的铟浓度更高,从而呈现出所需的红色。如果没有金属有机气相沉积过程,铟很容易从氮化物晶体的表面蒸发。通过在晶体中加入小的铝原子,铟的大原子对晶体的应变减少了,导致缺陷减少,颜色更红。
纯红色LED的另一个好处是,通过在电流LED技术的电压大约一半的一半上运行,它们使用更少的能量。因此,设计人员和工程师将能够创建具有更长电池寿命的设备。