UVC LED كما عالية الكفاءة رقاقة، حماية البيئة مصدر الأشعة فوق البنفسجية، تعقيم، تنقية المياه، وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في مجال الطب . ومع ذلك، كفاءة الضوئي التوهين هو عنق الزجاجة الرئيسية التي تحد من تطوير وتطبيق. فهم عميق UVC LED الآلية الفيزيائية رقاقة توهين، من أجل تحسين أدائها، من المهم تمديد خدمة الحياة .
تخفيف تأثير الضوء الناجم عن تغيير خصائص المواد
UVC LED أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة واسعة، نتريد الغاليوم (AlGaN) . تغيير خصائص المواد نفسها هي واحدة من أهم الأسباب التي تؤدي إلى تخفيف تأثير الضوء .
على المدى الطويل في عملية العمل، AlGaN عيب تطور يحدث في المواد. الشواغر لا مفر منه في نمو البلورات ، الاضطرابات وغيرها من العيوب الأولية، تحت تأثير حقن الحالية وارتفاع درجة الحرارة، هذه العيوب سوف تهاجر، التجميع والانتشار. حركة الشواغر يمكن أن تشكل مركز مركب جديد، انتشار الاضطرابات يؤدي إلى زيادة احتمال nonradiative التركيب ، مما يقلل من عدد الناقلين المستخدمة أصلا في انبعاث الضوء ، مما يقلل من كفاءة الضوء.
إضافة، عدم التجانس في تكوين المواد يمكن أن تزيد من تأثير الضوء التوهين . AlGaN مادة الألومنيوم (Al) تفاوت توزيع المكونات يؤدي إلى تذبذب فجوة العرض ، تشكيل المحلية جيدا أو حاجز. الناقل هو القبض على هذه المجالات المحتملة المحلية أثناء النقل ، زيادة إمكانية nonradiation التركيب، مما أدى إلى انخفاض كفاءة الضوئي. و، تفاوت المكونات سوف تؤثر أيضا على الخصائص البصرية للمواد ، الانجراف الطول الموجي مضيئة، مزيد من خفض كفاءة مضيئة من الجهاز.
واجهة heterojunction وتدهور هيكل الكم جيدا
UVC LED هيكل متعدد الكم جيدا، الكم جيدا هو المنطقة الرئيسية لتحقيق كفاءة عالية تألق، نوعية heterojunction واجهة له تأثير كبير على أداء الكم جيدا .
شعرية فمنها في heterojunction الطائرة سوف تنتج الإجهاد، على المدى الطويل في عملية العمل، الإفراج عن الإجهاد يؤدي إلى خلل في واجهة. هذه العيوب يمكن أن تصبح واجهة مجمع مراكز الناقلين ، nonradiative التركيب يحدث قبل أن تصل إلى الناقل الكم جيدا ، انخفاض كفاءة الضوئي الكم جيدا. في نفس الوقت، واجهة العيوب يمكن أن تؤثر أيضا على نقل الناقل بين heterojunction .. .. .. ، زيادة مقاومة الناقل النقل، زيادة تخفيف تأثير الضوء.
تدهور هيكل الكم جيدا هو أيضا عامل مهم في التأثير الضوئي التوهين . تحت تأثير درجة الحرارة الحالية، عرض وعمق الكم جيدا سوف تتغير . زيادة عرض الكم جيدا يؤدي إلى الحد من تأثير الناقل ، نشر المزيد من الناقلين خارج الكم جيدا في nonradiative التركيب ؛ ومع ذلك ، فإن انخفاض عمق الكم جيدا يقلل من احتمال التركيب الإشعاعي الناقل ، مما أدى إلى انخفاض في كفاءة الضوء.
الاتصال أومية تدهور القطب
قطب كهربائي UVC LED المكونات الرئيسية الحالية حقن في رقاقة، تدهور الأداء سوف تؤثر بشكل مباشر على كفاءة الضوئي رقاقة .
على المدى الطويل في عملية العمل، أكسدة المواد الكهربائي، الهجرة ونشر. أكسدة الأقطاب الكهربائية يؤدي إلى زيادة المقاومة، يزيد من صعوبة حقن الحالية، يقلل من العمل الحالي من رقاقة، مما يقلل من انتاج الطاقة الضوئية. الهجرة ونشر المواد الكهربائي قد يؤدي أيضا إلى تغيير شكل القطب، تدمير الاتصال بين القطب و مواد أشباه الموصلات، مزيد من التأثير على حقن الحالية موحدة.
تدهور الاتصال أومية هو أيضا عامل مهم في تخفيف تأثير الضوء . الاتصال أومية هو المفتاح لتحقيق انخفاض المقاومة الاتصال بين القطب و مواد أشباه الموصلات، نوعية لها تأثير مباشر على كفاءة الحقن الحالية. على المدى الطويل في عملية العمل، الشيخوخة الحرارية والتغيرات الكيميائية تحدث في منطقة الاتصال أومية، يؤدي إلى زيادة مقاومة الاتصال. زيادة مقاومة الاتصال يسبب التيار الكهربائي لإنتاج المزيد من الحرارة الجول أثناء الحقن ، ليس فقط سوف تقلل من كفاءة مضيئة من رقاقة، قد يؤدي أيضا إلى ارتفاع درجة حرارة رقاقة، تسريع تدهور أجزاء أخرى.
تأثير العوامل البيئية الخارجية
UVC LED بيئة العمل من رقاقة أيضا له تأثير كبير على كفاءة الضوئي التوهين .
تأثير درجة الحرارة UVC LED واحدة من العوامل الرئيسية في أداء رقاقة. رقاقة تنتج الكثير من الحرارة عند العمل ، إذا كان سوء تبديد الحرارة، سوف يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة رقاقة. ارتفاع درجة الحرارة سوف تزيد من تطور العيوب في المواد، تدهور هيكل الكم جيدا وتدهور سرعة الاتصال بين القطب و أومية. في نفس الوقت، ارتفاع درجة الحرارة يزيد أيضا من احتمال nonradiation التركيب، انخفاض كفاءة مضيئة.
الرطوبة والغازات المسببة للتآكل UVC LED تأثير سلبي على أداء رقاقة. الرطوبة العالية يمكن أن يؤدي إلى أكسدة وتآكل سطح رقاقة، تدمير هيكل سطح رقاقة، تأثير الضوء على كفاءة الاستخراج. الغازات المسببة للتآكل تتفاعل كيميائيا مع رقاقة المواد ، يؤدي إلى تدهور أداء المواد، ثم تؤثر على كفاءة الضوئي رقاقة.
وخلاصة القول، UVC LED رقاقة الكفاءة البصرية التوهين هو عملية فيزيائية معقدة، تنطوي على تغيير خصائص المواد، واجهة heterojunction وتدهور هيكل الكم جيدا، قطب كهربائي الاتصال أومية تدهور البيئة الخارجية من العوامل . دراسة هذه الآليات الفيزيائية، من أجل تطوير الأداء العالي، حياة طويلة UVC LED رقاقة مهمة توجيه المعنى. المستقبل ، من خلال الاستفادة المثلى من عملية نمو المواد، تحسين تصميم هيكل الجهاز ، وتحسين أداء التعبئة والتغليف ، تبديد الحرارة ، الخ ، ومن المتوقع أن تمنع بشكل فعال UVC LED تخفيف تأثير الضوء على رقاقة، تعزيز تطبيقها على نطاق واسع في مجالات أكثر.