日本研究團隊攻克傳統氮化鎵紅光發射低效難題

近日,日本大阪大學與立命館大學研究人員的研究證明,在半極性晶面上生長摻銪氮化鎵(Eu-doped GaN),可顯著提升紅光發射性能,這種方法能夠選擇性地促進高效銪發光中心的形成,使得紅光發射強度比傳統極性面生長的材料高出3.6倍以上。


半極性摻銪氮化鎵高亮度紅光發光器件示意圖(圖片來源:大阪大學)

含銪(Eu)元素的氮化鎵材料被認為是理想的紅光LED光源。銪元素的內部結構非常特殊,其發出的紅光不僅色彩極其純正,而且不容易偏色,即便器件長時間運行波長也很穩定。

過往,科學家常在傳統的極性晶面上生長這種紅光材料。但這種方式易導致銪元素在內部形成很多低效的發光點,導致最終紅光LED發光較暗。

對此,日本研究團隊更換思路,改變了晶體生長的角度,在傾斜半極性晶面上培育這種材料,實驗結果顯示,發光效率極低的無效結構消失,而高效發光結構的數量增多。

研究人員通過精密儀器分析發現,這種新的生長方式能讓材料在生長過程中吸收更多的氧元素。氧元素的加入起到了關鍵的“疏導”作用,促使銪元素排列成高效的發光結構。此外,這種新材料不僅在弱光下表現優秀,即便在加大電力的強光狀態下,依然能保持穩定的高亮度,不會出現傳統LED常見的效率衰減問題。

該研究為制造高亮度的紅光LED指明了新道路。該研究的資深作者 Shuhei Ichikawa 教授表示,團隊研究證明,僅僅改變晶體的生長面,就能催生出極其高效的發光結構。這是一條非常有潛力的技術路線,團隊將繼續優化工藝,早日將超高分辨率、廣色域的全彩Micro LED顯示器推向實際應用。(LEDinside整理)

TrendForce 2026 Micro LED 顯示與非顯示應用市場分析
出刊時間: 2026 年 09 月 30 日
檔案格式: PDF
報告語系: 繁體中文 /英文

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