日本科学家研制出硅基近红外发光二极管

日本科学家日前借量子点(quantumdot)的帮助,成功地制作出以硅基(silicon-based)发光二极管(led),其发光波段为近红外光,且其外部量子效率(externalquantumefficiency)高达0.3%。

这个由日本东京大学的susumufukatsu等人组成的团队利用分子束外延技术(molechlarbeamepitaxy)制作出来的组件,主要是在硅基材内嵌入应变锑化镓量子点(strainedgasbquantumdot)。在绝对温度11k下,以4v的偏压时及3.7ma的电流加以驱动,该组件可以产生波长1.2微米左右的强烈荧光。更有甚者,使用脉冲式电压驱动的实验显示,该发光二极管可以接受调制,因此能用来传送数据。

电子工业对于高效率且高速的硅基发光二极管的研发倍感兴趣,原因是它有助于实现微芯片之间的高速光通讯。这方面的最大问题在于硅只具有间接能带隙(indirectbandgap),不能自然发光,因此必须透过掺杂其它材料来达成。稍早stmicroelectronics的作法是在硅里掺杂发光铒离子,这个日本研究小组则是使用iii-v族量子点来改变硅内部的电子行为。

fukatsu表示,他们的led拥有0.3%的量子效率及超过10mw的输出功率,表现虽然不差,但是如果要具有竞争力,必须在室温之下也能达成类似表现。虽然该小组也成功地在室温下驱动这种led,但是发光效率却下降了两个数量级。目前该小组正在设法引入更多层的量子点材料,以及增加操作频宽,以提升led的效率。

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发布日期:2019年07月04日  所属分类:新闻动态