纳米蚀刻蓝宝石基GaN-LEDs的MOCVD制备及其性能提升

本文主要探讨了在金属有机化学气相沉积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD）技术下，通过纳米刻蚀工艺在蓝光发光二极管（Light Emitting Diodes, LEDs）领域的一项创新应用。研究者们，包括Mutsuaki Tohno、Takashi Okimoto、Yoshiki Naoi、Katsushi Nishino、Shiro Sakai、Takahisa Kusuura、Anupam Mitra、Suguru Nouda、Masahiro Kimura、Shunsuke Kawano和Yoshihiko Muramoto，来自日本德岛大学和几家与氮化物半导体相关的公司，如SCIVAX Co., Ltd 和 Nitride Semiconductors Co., Ltd，共同合作研发了一种基于InGaN/GaN材料的385纳米LEDs。这些LEDs被制备在由纳米印版光刻技术形成的具有纳米图案的 Sapphire (刚玉) 基板上。 纳米刻蚀工艺在这一过程中发挥了关键作用，它提升了LED的性能。通过原子力显微镜(AFM)进行表征，研究人员能够细致地观察到LED在纳米结构基板上的微观特性。此外，研究还利用了 cathodoluminescence (CL)、I-V曲线测量以及Electroluminescence (EL) 方法来评估LED的光谱特性、电流-电压特性以及亮度性能。 值得注意的是，实验结果显示，与非纹理化的 Sapphire 基板相比，这些在纳米图案化 Sapphire 上生长的LED在20mA的正向电流下的输出功率提高了40%。这一改进对于提高LED的效率和光强有着显著的潜在价值，可能有利于未来的照明和显示应用，尤其是在对小型化、高效能有高要求的领域，如智能手机、电视屏幕和汽车照明等。这项工作不仅展示了MOCVD技术在精密材料制备中的潜力，也预示着未来在氮化镓LED制造中纳米结构优化可能带来的革命性进步。