由于InGaN具有可調的寬頻帶間隙，在Micro-LED全彩顯示中的應用前景廣闊。當前LED技術面臨著兩大挑戰：1.大量轉讓技術；2.缺少高效可靠的紅光Micro-LED芯片。
現有的紅光LED都是用AlGaInP材料制成，在一般芯片尺寸下，效率可達60%以上。但是，當芯片的尺寸縮小到微米量級時，它的效率會大大低于1%。另外，AlGaInP的機械強度較弱，轉移量大，在抓片和放置過程中容易產生裂紋。
該材料具有較好的機械穩定性和較短的孔洞擴散長度，并且與InGaN基綠光、藍光Micro-LED相兼容，是Micro-LED紅光芯片較理想的材料。但InGaN基紅光量子阱存在著嚴重的銦偏析問題，使紅光量子阱中的非輻射成分增多，效率降低。InGaN基紅光LED的功率轉換效率在過去20年的研究中不足2.5%。銦偏析問題是InGaN基紅光LED發展的嚴重障礙。如何解決銦偏析問題，是制備高效的InGaN基紅光LED的關鍵。
南昌大學江風益院士課題組日前在《PhotonicsResearch》2020年第8卷第11期上發表了他們最新研發的高光效InGaN基橙-紅光LED測試結果。
本研究以硅襯底氮化鎵技術為基礎，引入銦鎵氮紅光量子阱與黃光量子阱交替生長的方法，并采用V形坑技術，可有效地緩解紅光量子阱中高In組偏析問題。在此基礎上，利用V型p-n結和量子基帶隙工程，進一步提高了紅光量子阱中的輻射復合率。利用這一技術成功制備出一系列高效的InGaN基橙-紅光LED，利用InGaN的黃色LED結構，研究了InGaN基橙-紅LED。
不是把所有黃色的QW都改成橙色，而是提出一個優化后的QW結構，只把9個黃色QW中的2個改成橙色。結果表明，采用優化結構的LED效率更高，其WPE在0.8A/cm2波長608nm時可達24.0%，而采用橙色QW后，其性能提高，活性組分減少。
以優化后的QW結構為基礎，開發了一系列高效的橙色和紅色InGaN發光二極管，其峰值波長在594nm到621nm之間，相應的WPE為0.8A/cm2，比以前報道的同一波段的InGaN基LED光效率提高大約10倍。
研究者們認為，基于InGaN的紅色LED材料的質量與微型顯示器的要求非常接近。由于微型LED芯片技術的發展，以及材料的進一步改進，相信在不久的將來，基于InGaN的紅色LED可以用于微型顯示器。
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來源：中國照明網
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