浅谈紫外LED（UV-LED） 的发展与用途

文章来源:恒光电器

发布时间:2015-08-28

浏览次数:次

 　　当今，以Si、Ge为代表的第一代半导体材料和以GaAs、InP等为代表的第二代半导体材料由于自身缺陷，逐渐不能满足人们的需求。Si的带隙较窄且为间接带隙，击穿电压较小，限制了其在光电子领域和高频大功率器件方面的应用；GaAs虽具有优良的光电子学和微电子学性能，CE认证，但它的带隙较窄，且导热效率较低，LED射灯，限制了其在可见光、紫外光光电子器件等的应用。相比Si、GaAs等传统半导体材料，以III族氮化物、SiC等材料为代表的第三代半导体材料具有宽禁带、高击穿电场、高电子迁移率、抗辐射等特性，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成光电子器件。

AlGaN材料带隙和波长与Al组分的关系。

　　紫外线光谱范围为100至400nm，一般细分为三段：UV-A长波紫外波段(315至400nm)、UV-B中波紫外波段(280至315nm)、UV-C短波紫外波段（200至280nm）及超深紫外波段（100至200nm）。由于紫外线相比可见光具有更短的波长，超市照明，行业资讯，当波长减小到365nm时，恒光，已需要禁带宽度大于3.4eV的直接带隙半导体材料作为器件的基础材料。在目前的宽禁带半导体材料中，AlGaN是实现该波段光源的理想材料，其发光波长可以覆盖210-365nm的紫外光（如图所示）。因此，AlGaN基的紫外LED是最理想的紫外光替代光源。

　　一些国外的研究团队很早就开始了对近紫外LED的研究。1997年，LED照明企业，照明产品，Philips的P.M.Mensz制备出了发光波长为385nm和412nm的近紫外LED，国内资讯，其光输出功率为1.5mW。次年，日亚公司的MukaiT等人在LED的量子阱区域采用InGaN/AlGaN结构，设计，家用照明，成功研制出输出功率为5mW的紫外LED，其发光波长为371nm，外量子效率(EQE)达到7.5%。日本光电子实验室在2001年采用MOPVE侧向外延生长技术（LEO），研制出发光波长为382nm，国内资讯，在20mA注入电流下的光输出功率为15.6mW的近紫外LED，其外量子效率达到24%；2002年，日本的Motokazu Yamada等人研制的400nm近紫外LED，CCC认证，光输出功率在20mA注入电流下为22mW，外量子效率更是达到35.5%；2005年，D.S.Wuu等人在图形蓝宝石衬底上生长的410nm近紫外LED，在20mA注入电流下，其光功率和外量子效率分别为10.4mW和14.1%；2008年，设计，日本长州公司的H Sakuta等人报导的405nm近紫外LED，20mA下的外量子效率达到46.7%。

　　当前紫外LED的应用已涉及到各个领域，除了常见的利用紫外LED激发RGB荧光粉应用在照明领域之外，CE认证，其300nm以下的深紫外发光波段还可以应用在紫外线身份验证、杀菌、液体检测和分析等领域，300-400nm的紫外光可以应用在医学光照治疗法、高分子和油墨印刷技术、辨伪等领域。

　　紫外LED在性能方面有明显的优势，普通紫外光源需要外加透镜才能使出射光线达到足够的亮度与均匀性。紫外LED的出射光具有高亮度高集中性等特点，使用能耗低，使用寿命长。

了解最新LED资讯！扫描下方二维码关注第一LED网微信(wwwledwncom)。