阿卜杜拉国王科技大学 这种金属有机化学气相沉积机是实现亮红色发光二极管所需的关键技术
信用:2020 KAUST 用氮化物晶体制造纯红色发光二极管是迄今令工程师们沮丧的目标
然而，这些发光二极管是至关重要的，以建立下一代节能微型发光二极管显示器遵循有机发光二极管显示器和创造照明与颜色调整
现在，考斯特的一组电气工程师第一次成功地制造了这些发光二极管
“电气工程师已经可以用不同的材料制造出不同颜色的发光二极管
但是为了改进显示技术，工程师们必须将红、绿、蓝三原色的发光二极管集成到一个芯片上，”考斯特的电气工程师景岛乐·伊达解释道
这意味着他们需要找到一种适合制造所有三种颜色的材料
这种材料应该能够产生高强度的每种颜色，理想情况下，它应该有高功率输出，但使用相对较少的电池电压
产生所有三种颜色的最佳候选物是一族叫做氮化物半导体的化合物
这些晶体含有氮，理论上可以用来制造发光二极管，产生波长在紫外和红外之间的光，包括整个可见光谱
工程师通常使用氮化镓来制造蓝色和绿色发光二极管，但他们一直在努力用这种晶体制造明亮的红色发光二极管
“红色视觉几乎是不可能的——其他小组只成功地做出了橙色，而不是苹果红色，”小组组长大川和弘说
“现在，我们已经开发了一个晶体生长系统来实现纯红色发光二极管
" 为了改进显示技术，工程师们必须将蓝、绿、红三原色发光二极管集成到一个芯片上
信用:2020 KAUST 用铟元素代替大部分镓元素可以得到想要的红色，但是很难做到，因为铟很容易从晶体中蒸发
所以Iida、Ohkawa和他的同事创造了一个在晶体表面有额外铟蒸汽的反应器，这个过程被称为金属有机气相沉积
这种增加的压力防止晶体中的铟逸出
“这使我们在表面有更高的铟浓度，”大川说
“那是我们的秘密！” 但是还有另一个障碍需要克服
铟由比镓更大的原子组成，所以当铟被引入时，它会在晶体中产生缺陷，降低输出光的质量
该小组的诀窍是加入铝，铝的原子很小
“小原子的引入降低了晶体的应变，从而减少了晶体缺陷，”Iida说
“另一个优点是发光二极管的工作电压大约是竞争对手的一半，”大川说
“这将延长电池的使用寿命
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