紫外LED有进展, 这三项研究有望拓展应用方向！

UVLED风向 · 2022-06-14

高亮度、高调制带宽深紫外Micro-LED阵列

4月，北京大学与松山湖材料实验室、复旦大学、东莞中晶半导体有限公司联合利用阵列互联微米化技术路线，成功实现了高亮度、高调制带宽深紫外Micro-LED阵列的研制。

（a） PAP-0101与商用1020规格DUV-LED光输出功率（LOP）随注入电流密度变化情况，插图为PAP-0101点亮图片;

（b）AP-0101与商用1020规格DUV-LED电光转换效率（WPE）随注入电流密度变化情况;

（c）PAP-0101在不同输入电流密度下的-3 dB调制带宽;

（d）PAP-0101在不同信号调制深度（VPP）下的误码率-通信速率关系。

该阵列制备过程中，研究人员发展了一种互联阵列平面Micro-LED（Paralleled-arrayed planar Micro-LED, PAP-μLED）的器件制备策略，改善了电流扩展和应力分布均匀性，解决了传统大尺寸LED电流拥挤和器件内部的光吸收损耗问题，并削弱了张应力转变带来的横向（Transverse-magnetic, TM）模式出光，进一步提高了光提取效率，实现了高注入电流密度下亮度、电光转换效率以及调制带宽的集体提升。

该科研成果的出炉，有望大幅度提升产业化深紫外LED的器件性能并扩展其应用领域，实现杀菌消毒和日盲通信等跨领域应用功能的集成。

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增强深紫外光提取的人工纳米结构

3月，厦门大学研究团队创新性地设计了一种倒棱锥/台状人工纳米结构，能大幅提高深紫外光的提取效率。

（a）运用纳米压印技术制备纳米孔阵列的流程示意图;

(a) -（c）（AlN）8/（GaN）2 超短周期超晶格的结构表征;

（d）-（f）纳米圆孔及（g）-（h）倒棱锥/台纳米孔阵列的微观形貌。

研究人员通过纳米压印、干法刻蚀技术与湿法腐蚀工艺相结合，在发光波长短至234 nm的（AlN）8/（GaN）2有源层形成（0001）、（10-13）及（20-21）等多组角度精细可控的晶面。这些晶面能够调控深紫外光波在纳米结构中的传播和提取模式，有效突破传统平面结构中出射光锥角较小这一限制。引入晶面可控的倒棱锥/台状结构后，TM和TE偏振光相比于平面结构分别增强了5.6倍和1.1倍，深紫外234 nm波长处的总发光强度提高了近2倍。

该研究成果的面世，将为提高深紫外短波发光器件的效率提供了新思路，并有望让微小尺寸 LED、深紫外探测器等光电器件拥有更优异的光学性能。

高效固态深紫外发光碳点

3月，安徽大学材料科学与工程学院研究团队与俄罗斯科学院约飞研究所团队、安徽大学物质科学研究院团队以及中国科技大学国家同步辐射实验室科研团队合作，创新性地合成了一种具有高效固态深紫外发光碳点，并将其制备成发光器件应用于促进植物生长和营养富集。

研究人员受生物体细胞内部高度区室化结构的启发，提出了一种全新的sp3区室效应策略（sp3-compartmentalization strategy），用于制备兼具窄发射（半峰宽24 nm）、高固态量子产率（20.2%）和良好环境适应性等优点的深紫外发射碳点（最大发射波长为308 nm）。基于该碳点良好的光学性质，研究人员组将其制作成深紫外发光器件进一步应用于植物照明，显着提升了植株中抗坏血酸和花青素等营养物质的含量。

深紫外发光碳点的发光光谱、发光机理和用于植物照明的示意图

该研究工作为碳点结构和性能的合理化设计提供了新的思路，同时拓展了碳点在紫外发光器件和植物照明中的应用。

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