近期,華中科技大學研究團隊在AlGaN基遠紫外LED光源領域取得重要進展,相關成果以“Milliwatt-Level 230-nm AlGaN-based Far-Ultraviolet Micro-LEDs”為題發表于《IEEE Electron Device Letters》(DOI:10.1109/LED.2025.3608875)。該研究實現了發光功率達2.8 mW的AlGaN基遠紫外micro-LED器件的制備,其發光波長為230 nm,是目前已被報道的最短波長毫瓦級遠紫外micro-LED。本研究由華中科技大學寬禁帶半導體材料與器件團隊領銜完成,戴江南教授與彭洋副教授為論文通訊作者,魏御繁博士生與高志偉博士生為共同第一作者。
論文截圖
波長低于240?nm的遠紫外光在紫外光刻、保密通信、消毒殺菌等領域具有巨大的應用潛力。此外,與較長波長的紫外輻射不同,遠紫外光對人體皮膚和眼睛組織的傷害最小,使其能夠在有人環境中用于環境消毒(人機共存)。AlGaN基深紫外LED是新一代短波紫外光源最佳候選,但器件發光功率仍嚴重受限于其較低的光提取效率(Light Extraction Efficiency, LEE),尤其是波長更短的遠紫外發光方面,相關問題仍亟待解決。
本研究首先使用FDTD模擬驗證了微型器件設計在遠紫外發光方面的適用性,發現更小尺寸的臺面可以顯著改善器件光提取,尤其是橫向偏振光的LEE可提升102.7%。隨后,制備了尺寸為30 μm的遠紫外micro-LED陣列,其在注入電流為250 mA時實現了大約2.8 mW的最大光功率和230 nm的峰值發射波長,這是迄今為止毫瓦級遠紫外micro-LED報道的最短發射波長。該成果有助于推進AlGaN基遠紫外LED光源技術突破和產業發展。
圖1 器件結構與光學性能測試
論文鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/11159121