近期，華中科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在AlGaN基遠(yuǎn)紫外LED光源領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Milliwatt-Level 230-nm AlGaN-based Far-Ultraviolet Micro-LEDs”為題發(fā)表于《IEEE Electron Device Letters》（DOI：10.1109/LED.2025.3608875）。該研究實(shí)現(xiàn)了發(fā)光功率達(dá)2.8 mW的AlGaN基遠(yuǎn)紫外micro-LED器件的制備，其發(fā)光波長為230 nm，是目前已被報(bào)道的最短波長毫瓦級遠(yuǎn)紫外micro-LED。本研究由華中科技大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜完成，戴江南教授與彭洋副教授為論文通訊作者，魏御繁博士生與高志偉博士生為共同第一作者。

論文截圖

波長低于240?nm的遠(yuǎn)紫外光在紫外光刻、保密通信、消毒殺菌等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。此外，與較長波長的紫外輻射不同，遠(yuǎn)紫外光對人體皮膚和眼睛組織的傷害最小，使其能夠在有人環(huán)境中用于環(huán)境消毒（人機(jī)共存）。AlGaN基深紫外LED是新一代短波紫外光源最佳候選，但器件發(fā)光功率仍嚴(yán)重受限于其較低的光提取效率（Light Extraction Efficiency, LEE），尤其是波長更短的遠(yuǎn)紫外發(fā)光方面，相關(guān)問題仍亟待解決。

本研究首先使用FDTD模擬驗(yàn)證了微型器件設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)紫外發(fā)光方面的適用性，發(fā)現(xiàn)更小尺寸的臺面可以顯著改善器件光提取，尤其是橫向偏振光的LEE可提升102.7%。隨后，制備了尺寸為30 μm的遠(yuǎn)紫外micro-LED陣列，其在注入電流為250 mA時(shí)實(shí)現(xiàn)了大約2.8 mW的最大光功率和230 nm的峰值發(fā)射波長，這是迄今為止毫瓦級遠(yuǎn)紫外micro-LED報(bào)道的最短發(fā)射波長。該成果有助于推進(jìn)AlGaN基遠(yuǎn)紫外LED光源技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

圖1 器件結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能測試

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11159121