產綜研開發出金剛石LED400℃高溫下亦可使用
摘要: 產業技術綜合研究所開發出了用金剛石作半導體的深紫外LED。詳細內容將在應用物理學會舉辦的09年春季的“第56屆應用物理學聯合演講會”(3月30日~4月2日,筑波大學)上發布(演講序號:1p-TC-9~10)。
產業技術綜合研究所開發出了用金剛石作半導體的深紫外LED。詳細內容將在應用物理學會舉辦的09年春季的“第56屆應用物理學聯合演講會”(3月30日~4月2日,筑波大學)上發布(演講序號:1p-TC-9~10)。
產綜研開發的金剛石LED的發光演示??梢姽獠皇潜緛淼淖贤饩€,而是利用棱角缺陷等產生的可視光。采用實際強度(單位波長)約為可視光20倍的深紫外線。
此次開發的深紫外LED采用在2mm見方的金剛石底板上層疊p-i-n結構金剛石半導體的設計。采用發光波長為235nm深紫外線。注入320mA電流時的輸出功率為30μW。“目前已接近實用水平”(產綜研能源技術研究部門主要研究員、筑波大學數理物質化學研究科教授山崎聰)。
此次的金剛石LED的結構
據產綜研透露,該LED具有兩大特點:(1)即使接通大電流發光效率仍繼續增加,(2)耐高溫。比如即使通過直徑為120μm的電極接通電流密度超過2000A/cm2的電流,發光效率也不會達到飽和,而是繼續升高。目前,使用競爭材料AlGaN類半導體的深紫外LED的工作電流密度最大約為500A/cm2。
注入電流為50mA時發光光譜的溫度依存性。421℃時發光強度仍繼續升高。
耐高溫方面,即使將溫度從室溫提高到420℃,發光強度也不減弱,而是繼續增強。金剛石LED與普通LED不同,用“激子(exciton)”的產生作發光原理。激子是類似粒子一樣運動的電子·空穴對。不過,一般情況下并不耐熱,大部分激子很快就會破裂。而金剛石LED產生的激子“非常穩定,即使在600℃的溫度下也不破裂”(產綜研能源技術研究部門電力能源基礎部特別研究員牧野俊晴)。這就是耐高溫的原因。
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