Кремниевая подложка снизит стоимость нитридных светодиодов

Кремниевая подложка снизит стоимость нитридных светодиодов

Светодиоды (LEDs – light-emitting diodes) в 4 раза более действенны, чем простые лампы накаливания, и экологически более надёжны в сравнении с компактными флуоресцентными лампами, содержащими токсичную ртуть. Помимо этого, они продолжительнее живут (по оценкам, более 15 лет). Но их широкому распространению мешает сегодняшняя большая цена – практически в 20 раз дороже ламп накаливания (100 долл. за 10-Вт светодиод, по светимости, но, равноценный 60-Вт лампе накаливания).

Собственной большой стоимости нитридгаллиевые светодиоды во многом обязаны дорогой сапфировой подложке, к тому же требующей введения в конструкцию дополнительных элементов – зеркал для собирания отраженного света.

Исследователи Purdue University (штат Индиана, США) нарушили сложившуюся традицию, применяв для создания GaN-светодиода кремниевые подложки, покрытые прекрасно отражающим эпитаксиальным слоем нитрида циркония [1,2]. Нитрид циркония химически взаимодействует с кремнием, изменяя его свойства. Исследователи решили проблему, предварительно осадив на кремний барьерный слой стабильного нитрида алюминия.

Эпитаксиальный слой ZrN снабжает омический контакт к слою GaN n-типа и помогает орошим рефлектром для отраженного света, тогда как слой AlN делает три функции – барьер, мешающий сотрудничеству с кремнием, хороший проводник тепла и электрический изолятор. Для осаждения обоих слоев использован способ реактивного распыления. Работа размещена в издании Appl.Phys.Lett., 2008, v.93, p. 023109.

Кремниевые подложки массово выпускаются намного больших размеров (диаметром до 300 мм) в сравнении с сапфировыми, что разрешит существенно расширить выход светодиодов в одном ходе и так снизить их цена. Помимо этого, кремний лучше рассеивает тепло, чем сапфир, что увеличит надежность работы светодиодов.

Массовый переход в домашнем освещении на светодиоды приведет к большой экономии электричества. Так, на освещение затрачивается практически пятая часть всей электрической мощности, потребляемой в Соединенных Штатах. Как мы знаем, что лампы накаливания – это, скорее, нагреватель, чем излучатель света. Они преобразуют в свет лишь 10% потребляемого электричества, 90% уходит на их нагревание.

Для сравнения, белые светодиоды имеют эффективность от 47 до 64%. По некоторым оценкам [3], светодиоды займут рынок освещения в течение 5–10 лет, а лампы накаливания переселятся на полки музейных хранилищ.

С.Т.К.

Опубликовано вNanoWeek,

  • Прошлая статья:Обуздаем «серую слизь»!
  • Следующая статья:Китайская компания серийно производит GaN светодиоды на кремниевой подложке

Silicon Valley Season 1 Official Trailer (2014) | HBO


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: