理論家破解LED照明低效之謎

　　Van de Walle教授和他的同事們正在改進(jìn)高效能，無(wú)毒且長(cháng)壽命的氮化物基LED性能。他們深入研究在長(cháng)時(shí)間高功率驅動(dòng)下LED光衰這一現象。造成這一現象的原因已經(jīng)引發(fā)了很多爭論， 但是加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的研究者們說(shuō)他們利用量子機械計算方法找到了這個(gè)現象的形成機制。

　　他們總結到，LED光衰(LED droop)是由俄歇復合(Auger recombination)引起的。俄歇復合是一種在半導體中發(fā)生的，三個(gè)帶電粒子互相反應但不放出光子的現象。研究者還發(fā)現包含散射機制的非直接的俄歇效應非常顯著(zhù)。這一發(fā)現使得在以往理論研究中，用直接俄歇過(guò)程預測LED光衰和實(shí)際測量結果不符的現象得以解釋。

　　在氮基LED中，這些非直接過(guò)程形成了主要的俄歇復合。在4月19日應用物理雜志上發(fā)表文章的第一作者，加州大學(xué)圣巴巴拉分校的博士后研究員Emmanouil Kioupakis如是說(shuō)。本文其他作者是Van de Walle, Patrick Rinke，他們在德國的Fritz Haber研究院工作，Kris DELaney是加州大學(xué)圣巴巴拉分校的一位科學(xué)家。

　　研究員們認為，因為俄歇效應是內形成機制，所以L(fǎng)ED光衰不可消除，但可以最小化。用更寬的量子阱，并在非極化或者半極化的方向生長(cháng)器件,可以降低載流子密度。

　　牽頭進(jìn)行這項研究工作的，加州大學(xué)圣巴巴拉分校材料系的Van de Walle教授說(shuō)“發(fā)現問(wèn)題是解決的先決條件。查明俄歇復合是主因后，我們才可以集中研究抑制或者避免這種機制的創(chuàng )新方法?！?

　　該項研究工作由高能效材料研究中心資助。高能效材料研究中心是有美國能源部和加州大學(xué)圣巴巴拉分校半導體照明和能源中心共同資助。計算所用數據由美國能源部的位于勞文斯伯克利國家實(shí)驗室的國家能源研究科學(xué)計算中心，位于加州大學(xué)圣巴巴拉分校的加利福尼亞納米系統研究院計算中心和國家科學(xué)基金項目TeraGrid提供。