1 厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料与应用重点实验室，福建 厦门 361005
2 厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室，福建 厦门 361102
3 厦门瑶光半导体科技有限公司，福建 厦门 361006
2019年新冠疫情席卷全球，给人类社会带来了巨大的影响和经济损失。AlGaN基深紫外发光二极管（DUV-LED）作为新型高效消杀器件，引起了学术界广泛的研究，其中，深紫外透明电极对提升深紫外LED的光电性能至关重要。采用一种新型的高透明度（>90%）铜基核壳结构金属纳米丝（Cu@metal NSs）电极，实现深紫外LED光输出功率近一倍的提升。基于深紫外LED的阵列排布及配光优化，集成制造了180 mW深紫外LED消毒灯模组，经生物实验验证，对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的灭活率大于99.99%。更重要的是，高功率消毒器械对新型冠状病毒表现出大于99.9%的灭活性能。本工作有望推动未来新型结构的深紫外发光器件制造及其高效消杀应用。
深紫外发光二极管 透明电极 金属纳米丝 杀菌消毒效率 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0523002
1 湖南大学材料科学与工程学院，湖南光电集成创新研究院，湖南 长沙 410082
2 诺视科技（苏州）有限公司，江苏 苏州 215011
基于发光二极管的显示技术在电视、电脑、手机等终端产品上获得了广泛应用。与传统液晶显示器和有机发光二极管屏幕相比，微型发光二极管（Micro-LED）显示器件在尺寸、性能、功耗、使用寿命等方面均具有显著优势。总结了Micro-LED全彩色显示的技术类别和产品应用场景，综述了实现Micro-LED全彩色显示的最新研究进展，包括巨量转移技术、色转换层集成技术和外延芯片单片集成技术，并进一步比较分析这些技术的优缺点，展望了Micro-LED全彩色显示技术的未来发展。
发光二极管 显示技术 单片集成 巨量转移 氮化镓 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0125001
1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
本文对基于带间级联结构和谐振腔结构的中红外发光二极管进行了仿真和设计。在传统带间级联发光二极管的基础上，从器件外部引入分布布拉格反射镜（DBR）谐振腔结构，形成谐振腔带间级联发光二极管。对谐振腔参数进行仿真优化，包括DBR周期数、谐振腔的腔长、有源区在谐振腔中的位置等。结果表明，使用单周期ZnS/Ge DBR作为谐振腔上反射镜的器件输出功率最大，有源区置于谐振腔内部电场强度波峰处时，器件的输出功率最大，三级谐振腔带间级联LED器件的输出功率与55级无谐振腔器件输出功率相当，其光束发散角的半峰全宽可以从92度减小到52度。结合已生长的5级带间级联LED器件的测试结果，增加谐振腔结构后的仿真结果表明，峰值波长的辐射强度增强11.7倍，积分辐射强度增强5.43倍，光谱的半峰宽变窄6.45倍。
发光二极管 谐振腔 带间级联 辐射增强 light emitting diode resonant cavity interband cascade radiation enhancement
1 湖北大学微电子学院 微纳电子材料与器件湖北省重点实验室，湖北 武汉 430062
2 江苏永鼎股份有限公司，江苏 苏州 215211
3 湖北大学 潜江产业技术研究院，湖北 潜江 433100
全无机镉基金属卤化物CsCdCl3因其独特的三维晶体结构而具有优异的稳定性、宽带自陷激子（Self⁃trapped excitons，STEs）发射和丰富的离子掺杂格位，在固态照明领域引起了广泛关注。然而，基于八面体畸变的STEs辐射复合的发光效率较低。本文采用简单的室温溶液法制备了一系列Mn2+离子掺杂的六方相CsCdCl3∶x%Mn微米晶。在254 nm紫外光激发下，Mn2+掺杂的样品发出明亮的橙黄光，发射峰位于598 nm处，半峰宽为75 nm，荧光量子产率最高达99.1%。稳态和瞬态荧光光谱测试结果表明，Mn2+掺杂CsCdCl3微米晶的宽光谱发射源自基质的STEs和Mn2+离子的d⁃d跃迁。同时，该材料还具备优异的空气、热、水稳定性。我们进一步将CsCdCl3∶5%Mn2+荧光粉、商用荧光粉、深紫外或蓝光LED芯片封装成两种白光发光二极管器件，色度坐标分别为（0.36，0.35）和（0.40，0.36），显色指数分别高达91和83，有望成为新一代发光材料用于照明领域。
CsCdCl3 Mn2+掺杂 发光性能 发光二极管 CsCdCl3 Mn2+doping luminescent properties light⁃emitting diode（LED） 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230433
南京大学 电子科学与工程学院 江苏省光电信息功能材料重点实验室， 南京 210023
研究了Ag/p-GaN欧姆接触的工艺，得到较为优化的工艺方法并应用于器件制备。分别采用直接剥离Ag、氧等离子体去底胶后剥离Ag和湿法腐蚀Ag三种工艺制备Ag图形，对比了三种工艺样品的粘附性及接触电性，发现直接剥离Ag工艺存在Ag脱落问题，去底胶后剥离Ag工艺无法形成欧姆接触，而腐蚀后退火的样品则可以实现较好的粘附和较佳电性; 通过XPS分析了不同工艺对接触特性影响的机理。进一步，对比优化了Ag蒸发前表面化学处理工艺，结果表明酸性溶液处理或碱性溶液处理可以有效降低欧姆接触电阻率，酸性溶液处理略优。优化后的欧姆接触工艺可应用于可见光及深紫外LED器件制备，器件电学性能如下: 在40A/cm2电流密度下，蓝色发光二极管电压为2.95V，紫外发光二极管电压为6.01V。
欧姆接触 发光二极管 Ag Ag p-GaN p-GaN ohmic contact light emitting diode
南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏 南京 210003
面向6G无线通信感知一体化技术，提出、制造并表征了基于GaN微环形状的多量子阱（MQW）二极管。基于二极管发光光谱和响应光谱重叠的物理现象，微环发光二极管（MR-LED）具有多功能性，可以同时发光探测，实现通信探测一体化。作为一个发光源，MR-LED能实现片外150 Mbit/s开关键控调制方式的数据传输。同时通过MATLAB软件处理，MR-LED能够实现光无线图像数据传输。作为接收端，无论MR-LED是否在发光状态，MR-LED在不同的偏置电压下都能检测自由空间光信号。MR-LED用于通信探测一体化，可实现空间全双工通信，促进微型高速可见光通信系统的发展。
光通信 多层量子阱二极管 微环发光二极管 同时发光探测 光学学报
2023, 43(21): 2106001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 湖南大学化学化工学院，湖南 长沙 410082
4 上海镭慎光电科技有限公司，上海 201899
5 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州 贵阳 550081
地下水重金属污染正在严重威胁环境安全和人体健康。荧光探针检测技术因具有灵敏度高、选择性好等优势，已成为检测重金属离子浓度的常用方法之一。受限于光源和光学系统的体积与成本等因素，现有重金属荧光检测装置无法满足现场原位检测需求。本文研制了一种地下水重金属荧光原位检测装置，其光学探头以紫外发光二极管（LED）为光源，采用共聚焦光路设计，荧光收集角范围可达102°，外径不超过60 mm，实现了小型化和低成本化。同时，以商用化台式荧光分光光度计作为参照设备，搭载相同的二价汞离子（Hg2+）荧光探针，开展了对比性能测试。实验结果表明，本文研发的装置具有良好的稳定性和线性响应特性，相关系数R2为0.989，检测限可达到1.4710-9，各项性能参数不亚于台式荧光分光光度计。
光学仪器 地下水原位检测 荧光光谱 重金属检测 紫外发光二极管 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2130001
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Nanoscience and Applications, and Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, and Shenzhen Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
Impedance spectroscopy has been increasingly employed in quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) to investigate the charge dynamics and device physics. In this review, we introduce the mathematical basics of impedance spectroscopy that applied to QLEDs. In particular, we focus on the Nyquist plot, Mott−Schottky analysis, capacitance-frequency and capacitance-voltage characteristics, and the dC/dV measurement of the QLEDs. These impedance measurements can provide critical information on electrical parameters such as equivalent circuit models, characteristic time constants, charge injection and recombination points, and trap distribution of the QLEDs. However, this paper will also discuss the disadvantages and limitations of these measurements. Fundamentally, this review provides a deeper understanding of the device physics of QLEDs through the application of impedance spectroscopy, offering valuable insights into the analysis of performance loss and degradation mechanisms of QLEDs.
quantum dot light-emitting diode impedance spectroscopy equivalent circuit model charge dynamics Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 091603
