产综研开发出金刚石LED400℃高温下亦可使用
摘要: 产业技术综合研究所开发出了用金刚石作半导体的深紫外LED。详细内容将在应用物理学会举办的09年春季的“第56届应用物理学联合演讲会”(3月30日~4月2日,筑波大学)上发布(演讲序号:1p-TC-9~10)。
产业技术综合研究所开发出了用金刚石作半导体的深紫外LED。详细内容将在应用物理学会举办的09年春季的“第56届应用物理学联合演讲会”(3月30日~4月2日,筑波大学)上发布(演讲序号:1p-TC-9~10)。
产综研开发的金刚石LED的发光演示。可见光不是本来的紫外线,而是利用棱角缺陷等产生的可视光。采用实际强度(单位波长)约为可视光20倍的深紫外线。
此次开发的深紫外LED采用在2mm见方的金刚石底板上层叠p-i-n结构金刚石半导体的设计。采用发光波长为235nm深紫外线。注入320mA电流时的输出功率为30μW。“目前已接近实用水平”(产综研能源技术研究部门主要研究员、筑波大学数理物质化学研究科教授山崎聪)。
此次的金刚石LED的结构
据产综研透露,该LED具有两大特点:(1)即使接通大电流发光效率仍继续增加,(2)耐高温。比如即使通过直径为120μm的电极接通电流密度超过2000A/cm2的电流,发光效率也不会达到饱和,而是继续升高。目前,使用竞争材料AlGaN类半导体的深紫外LED的工作电流密度最大约为500A/cm2。
注入电流为50mA时发光光谱的温度依存性。421℃时发光强度仍继续升高。
耐高温方面,即使将温度从室温提高到420℃,发光强度也不减弱,而是继续增强。金刚石LED与普通LED不同,用“激子(exciton)”的产生作发光原理。激子是类似粒子一样运动的电子·空穴对。不过,一般情况下并不耐热,大部分激子很快就会破裂。而金刚石LED产生的激子“非常稳定,即使在600℃的温度下也不破裂”(产综研能源技术研究部门电力能源基础部特别研究员牧野俊晴)。这就是耐高温的原因。
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