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當前，我國正處于產業結構調整、經濟增長方式轉變的重要時期，依靠技術創新來推動產業的發展，已成為LED業內的共識。而LED產業也在政策、技術和市場的共同推動下實現了高速增長，產業規模日益壯大。回顧2018年，LED照明行業諸多技術取得了突破性發展。現OFweek半導體照明網小編綜合盤點了全球各地的一些LED相關的新技術及新應用信息，期望大家能夠從中吸取應用創意養分，以創造出更多優秀的產品。紅外寬譜光源陣列研究近日，國際半導體產業雜志SemiconductorToday報道了中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張子旸課題組與中國科學院半導體研究所劉峰奇、王占國實驗室合作研制中紅外寬譜光源陣列的最新成果。該成果發表在OpticsLetters上。中紅外寬譜光源基于半導體量子級聯材料，光源的有源層由30個重復的級聯周期組成，各周期之間通過低摻雜的n型InGaAs分隔開。研究人員所設計的有源區能帶結構如圖1所示，它采用了雙聲子共振結構，一個周期的有源區包含四個耦合的應變補償In0．678Ga0．322As／In0．365Al0．635As量子阱。這種結構通過兩次光學聲子輔助弛豫來實現更高效的低能級載流子抽運，從而增大粒子數反轉，提高自發輻射效率。使用這種材料結構的寬譜光源具有閾值電流密度更低、輸出功率更高等優勢。圖1：基于四阱耦合雙聲子共振的量子級聯能帶結構（來源：SemiconductorToday）為了獲得抑制激射實現超輻射發光所需要的低反射率（小于10－6），中紅外寬譜光源器件尺寸一般比較大，因此很難制備成集成的器件陣列結構。研究人員所設計的寬譜光源器件波導結構如圖2所示，這是一種雙溝道脊型分段波導器件結構，由直條端、傾斜條形區、J型波導三部分組成。這種波導結構通過兩次反射率的突變，利用比較小的器件尺寸就滿足了低反射率的要求。基于這一結構，研究人員制備了一系列寬譜光源陣列，得到了室溫連續輸出功率2．4mW，譜寬199cm－1，遠場發散角20°。中紅外光源在大氣通信、空間遙感、化學檢測、醫療診斷等領域有著重要應用。該工作得到國家重點研發計劃和自然科學基金的資助支持。圖2：中紅外量子級聯寬譜光源器件陣列示意圖左上：顯微圖像右上：SEM圖像有機發光二極管研究吉林大學化學學院、超分子結構與材料國家重點實驗室李峰教授團隊利用有機發光自由基材料制備有機發光二極管，實現了接近100％的量子效率，解決了傳統熒光發光材料發光效率低的問題。該成果以吉林大學為第一完成單位在《自然》刊發。發光器件是顯示與照明領域中的關鍵元件，和傳統發光二極管（LED）相比，有機發光二極管（OLED）具有對比度高、超薄以及可彎曲等優點，在顯示與照明領域擁有巨大的市場價值與應用前景。傳統的有機發光二極管通電時理論上只有25％的能量可用于發光，如何將其余大部分能量轉化為光子發光，一直是該研究領域近30年來的熱點和難點。研究團隊發現，具有獨特單電子結構的有機發光自由基材料在通電時只產生雙線態激子，理論上100％的雙線態激子都能用于發光。用有機發光自由基材料制備有機發光二極管，可以解決傳統有機發光二極管發光效率不高的問題。通過不斷改良材料及器件結構，團隊開發出了高發光效率的自由基發光材料和發光器件。李峰介紹，當前應用于有機發光二極管的發光材料通常是熒光和磷光材料，但前者發光效率有限，后者需要資源稀缺的重金屬，導致成本提高。相較之下，有機自由基材料屬于廉價的有機化合物，在實現最大化電轉光效率后又降低了成本。該項研究得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃和973計劃、國家留學基金委訪問學者項目和吉林大學培英工程計劃的支持。鈣鈦礦LED據外媒報道，研究人員新研發的基于鈣鈦礦半導體的LED刷新了新的效率記錄，可與最佳有機LED（OLED）媲美。與廣泛用于高端消費電子產品的OLED相比，由劍橋大學的研究人員開發的基于鈣鈦礦的LED制造成本更低，并且可以調整為通過可見光和具有較高顏色純度的近紅外光譜發光。研究人員對上述LED中的鈣鈦礦層進行的研究設計，實現了接近100％的內部發光效率，開辟了其在顯示器、照明和通信以及下一代太陽能電池等的未來應用前景。這些鈣鈦礦材料與那些用于制造高效太陽能電池的材料相同，有朝一日可以取代商用硅太陽能電池。雖然當前已經開發出了基于鈣鈦礦的LED，但它們在將電能轉化為光的過程中并不如傳統的OLED那樣有效。劍橋大學卡文迪什實驗室的DaweiDi博士表示：“這種鈣鈦礦－聚合物結構有效地消除了非發光性損失，這是第一次在基于鈣鈦礦的設備中實現這種性能。通過這種混合結構，我們基本上可以防止電子和正電荷通過鈣鈦礦結構中的缺陷重新結合。”用于該LED器件的鈣鈦礦－聚合物共混物，被稱為體異質結構，是由二維和三維鈣鈦礦成分和絕緣聚合物制成。當超快激光照射在該類聚合物結構上時，多對攜帶能量的電荷對以萬億分之一秒的速度從2－D區域移動到3－D區域：比LED中使用的早期層狀鈣鈦礦結構快得多。隨后，3－D區域中的分離電荷重新組合并發射出非常強烈的光。Di表示：“由于從2－D區域向3－D區域的能量遷移發生得如此之快，而且3－D區域中的電荷與聚合物的缺陷隔離，這些機制可以缺陷的產生，從而有效防止能量損失。”該論文的第一作者BaodanZhao表示：“在與顯示器應用相關的電流密度下，這些器件的最佳外部量子效率高于20％，創造了鈣鈦礦LED的新記錄，同時也與目前市場上最好的OLED的效率值相似。”雖然這種基于鈣鈦礦的LED在效率方面能媲美OLED，但如果要在消費電子產品中廣泛采用，它們仍需要更好的穩定性。首次開發的鈣鈦礦LED只有幾秒的壽命。而通過目前的研究開發的LED具有接近50小時的半衰期，對于在短短四年內實現的改進是一個巨大的進展，但仍未達到商業應用所需的壽命，因此還將需要廣泛的工業發展規劃。Di指出：“了解該LED的退化機制是未來不斷改進的一大關鍵。”123下一頁>
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