LED效能大突破!台大跨國研究團隊開發出新半導體材料

日前由前台大校長李嗣涔、曾任台大電子所教授何志浩組成的跨國研究團隊,成功研發出號稱「零缺陷」的新半導體材料,可望大幅提昇 LED 發光效率。

這個團隊的組成是美國加州大學柏克萊分校教授Ali Javey、阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)教授何志浩、、前台大校長李嗣涔等人組成,已經發表了論文,論文共同第一作者連德軒是台大電機系博士,2015年才剛剛完成了博士口試,還拿到國際電子半導體學會IEEE頒發的獎學金,會在這個學習畢業。

台大跨國研究團隊指出,過去的半導體材料如果越薄,其本身的物理缺陷就會對於電子、光電元件的可用效能,產生負面的影響。而目前該研究團隊找到了修復缺陷的簡單方法,建構出優質的單層二維半導體材料 MoS2,沒有過去二維材料的缺陷密度過高問題,期望未來可以提昇 LED 發光的效率,更之後則有機會成為超微小半導體元件中的重要材料選擇之一。

根據研究團隊的說法,這種材料可以發展出透明,同時具備撓性的高性能LED顯示器,以及超高效率的太陽能發電元件,以及高敏感度的光偵測元件,還有更低功耗的奈米級半導體電晶體元件。

LEDinside 檢視他們論文和發表的內容,研究團隊是把二硫化鉬(MoS2)材料浸潤在亞胺(bistriflimide)的有機超強酸裡面,這樣一來可大幅提高二維材料的量子效率,提昇的極限,從原本提昇不到1%的效果,增加到接近100%,換言之就是將近倍增的效果,因此有些媒體報導說 LED 發光效率可以提昇 100 倍,這是錯誤的描述,並不是真的。

業界的計算,對於紅色LEDμ(e-L)R=89.55%×60%=53.73%,而對於藍色LED則有μ(e-L)β=77.64%×60%=46.58%。

藍光的內量子效率目前能達到77%,外量子效率60%,這樣藍光的量子效率是46%。

因此如果新材料能夠讓量子效率倍增,應該是很不錯的成就了。

這個材料要商業化,預期還有一段時間,世人可以拭目以待,期望有更好的光電與半導體材料造福人群與產業。

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