阿卜杜拉国王科技大学 单片发光二极管不使用荧光粉就能发出自然白光
信用:KAUST 发光二极管的优点，如体积小、成本低、能效高，意味着它们在现代生活中随处可见
考斯特的一个团队最近开发了一种生产白光发光二极管的方法，克服了一些关键的挑战
几乎每一种现代电子设备上的发光二极管都在闪烁，它们以自己独特的红色、绿色或蓝色来传输信息
发光二极管的颜色来自内部的半导体，它发射的光波长范围很窄
发光二极管不能发射更宽的光谱限制了它们在照明应用中的使用——发射更宽的光谱是产生白光所必需的——或者用于需要不同颜色的宽调色板的显示器
制造白光发光二极管的一种方法是将不同材料的器件结合起来，每种材料发出不同的颜色
来自不同材料的红色、蓝色和绿色的发射可以结合起来产生白光，但是这增加了发光二极管制造的复杂性和成本
或者，可以通过掺入磷光体来使用单个半导体，该磷光体吸收半导体发射的一些光，然后以不同的颜色重新发射
然而，磷光体随时间退化，限制了这些器件的使用寿命
景岛乐Iida和大川和弘的团队设计了一种方法，用半导体铟镓氮化物制造无磷光单片白光发光二极管
铟镓氮化物的发射颜色取决于铟和镓原子的相对含量
例如，氮化镓发射紫外光，但是加入铟会将发射从可见光谱转移到红外光谱
通过将一种成分的非常薄的铟镓氮化物层夹在两种不同成分的层之间，可以进一步控制发射，产生所谓的量子阱
“我们的器件的独特之处在于，我们使用材料缺陷或V型坑结构来增强电流注入半导体，”Iida说
由KAUST团队设计的实验包括20%铟含量的蓝光发射量子阱和34%铟红色量子阱
结合在一起，这种单片发光二极管发出的光覆盖了整个可见光谱
通过控制流经该设备的电流，研究小组可以将发出的光从暖白色变为自然白色，再变为冷白色
“下一步是提高红色发射成分的发射效率，”Iida说
“红色发射是具有自然白色发射的高显色性发光二极管的关键因素
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