半導(dǎo)體同構(gòu)可以改善LED的設(shè)計(jì)

據(jù)外媒報(bào)道，來(lái)自莫斯科物理技術(shù)學(xué)院（MIPT）的研究人員發(fā)現(xiàn)，超級(jí)注射（此前認(rèn)為只有在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)中可能產(chǎn)生的效應(yīng)）也可能發(fā)生在同質(zhì)結(jié)構(gòu)中（由單一半導(dǎo)體材料組成的結(jié)構(gòu)）。他們指出，大多數(shù)已知的半導(dǎo)體可用于構(gòu)建能夠進(jìn)行超級(jí)注射的同質(zhì)結(jié)構(gòu)，這一發(fā)現(xiàn)可為光源開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供全新方法。

研究人員表示，金剛石和許多新興寬帶隙半導(dǎo)體材料都具有出色的光學(xué)和磁性性能。然而，這些材料不能像硅或砷化鎵那樣進(jìn)行有效地?fù)诫s，進(jìn)而限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。

MIPT團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)了金剛石p-i-n二極管中的超級(jí)注射效應(yīng)，與n類(lèi)注入層的摻雜相比，他們的發(fā)現(xiàn)這種方法能允許向二極管的i區(qū)注入更多數(shù)量級(jí)的電子。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，超注射在金剛石二極管中產(chǎn)生的電子濃度可能比先前認(rèn)為的電子濃度高10,000倍。因此，研究人員表示，金剛石可能作為紫外LED的基礎(chǔ)，比當(dāng)前理論計(jì)算預(yù)測(cè)的要亮幾千倍。

研究人員Igor Khramtsov表示：“令人驚訝的是，相比大多數(shù)大眾市場(chǎng)的半導(dǎo)體LED和基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的激光器，金剛石中的超注射效果要強(qiáng)50到100倍?！?/p>

研究人員Dmitry Fedyanin指出：“針對(duì)硅和鍺的超注射需要低溫，可能會(huì)對(duì)其效用產(chǎn)生影響。但在金剛石或氮化鎵中，即使是在室溫下也可進(jìn)行強(qiáng)烈的超注射?！?/p>

他們指出，超級(jí)注射可以在各種半導(dǎo)體材料中進(jìn)行，包括傳統(tǒng)的寬帶隙半導(dǎo)體及新型2D材料等。這樣一來(lái)，可為高效藍(lán)光、紫光、紫外和白光LED以及光學(xué)無(wú)線通信（Li-Fi）光源，新型激光器，量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)射器和早期疾病診斷的光學(xué)設(shè)備等的設(shè)計(jì)開(kāi)辟全新途徑。

他們的研究成果發(fā)表在半導(dǎo)體科學(xué)期刊《Semiconductor Science and Technology》上。