使用氮化铝(ALN)来访问UVC波长


约恩·康诺利

约恩·康诺利

产品管理副总裁

III族氮化物半导体材料,(人,In,Ga)N系,是优异的宽带隙半导体在现代电子和光电应用日益明显。betway888官网在所有的III族氮化物材料,氮化铝(AlN)具有最大的带隙,最大临界电场,最高热导率,和最稳定的高温性能。

这些优越的材料性质使得氮化铝用于高性能电子装置的引人注目的候选者,尤其是对于高功率和高温操作。

什么是带隙?

带隙是指价带的顶部和导带在绝缘体和半导体底部之间的能量差(以电子伏特,电子伏特)。它是通过激发以在导带一个自由电子其从价带和离开在价带中的自由空穴后面所需的最小能量。

当电子和空穴相结合,复合释放能量等于所述带隙。这种能量会导致单个光子,如果有在附近没有缺陷。其中缺陷存在,重组(被称为非辐射复合中心)的晶格振动的结果而这又成为热。当电子和空穴复合以产生仅一个光子,波长和带隙之间的关系被表示为:

λ= 1240 / E

其中:λ为纳米(nm)和E =带隙能量以eV的波长。

的AlN的更宽的带隙能力意味着生长对AlN装置可以在更深的紫外线(UVC)波长大于器件更有效(技术上和经济上)EMIT生长在蓝宝石。

缺陷和位错

任何类型的缺陷,打破了晶体的对称性可以充当非辐射复合中心。一个这样的缺陷刃状位错,可以对非晶格匹配的基片薄膜材料生长期间发生,如正在生长的晶体的尝试,以适应的晶格失配。

在UVC LED的情况下,生长必威体育网下载必威体育app网站对AlN衬底上的器件具有介于约106更少的位错缺陷比生长在蓝宝石衬底上的装置。

这些位错的存在对材料的性能有很大的影响。更具体地,内部量子效率(IQE),其是电子 - 空穴复合的百分比结果在一个光子,是结晶缺陷非常敏感。生长对AlN设备已经证明>在UVC波长大于生长在蓝宝石器件两倍更高IQE。

所有Klaran 必威体育网下载必威体育app网站UVC LED指示灯正在使用的AlN衬底,导致与更高的功率和在密钥杀菌波长范围为260纳米至275纳米的较长的寿命的设备制造的。

的AlN深UV-C的优点

更宽的带隙和位错更低的组合优势示于上述图2。有效地,蓝宝石效率和能力在285纳米(UV-B)照射紫外线的能量峰值和迅速减少在UVC波长,而生长对AlN衬底上的装置能够在深UVC波长有效地(在技术上和经济)发射高输出。当与微生物光谱灵敏度例如对齐的这种能力的意义变得明显耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)为在〜265纳米的波长示于图3 MRSA作用光谱峰和在较长波长迅速减弱。必威体育网下载必威体育app网站生长对AlN UVC LED发射更高输出杀菌一致与MRSA的峰值吸收,并因此提供更强的更有效的消毒比生长在蓝宝石的设备。

使用氮化铝衬底

  • 允许Klaran UVC 必威体育网下载必威体育app网站LED以发射高输出化,在峰值杀菌波长,比今天-提供在一系列的病原体有效和一致的性能消毒市场上的其他UVC LED源。
  • 导致晶格匹配的装置,其提供优异的热性能和高的驱动电流操作提供高的杀菌强度和实用,低成本的实现。