Японский Национальный институт промышленных наук и технологий (AIST) разработал ультрафиолетовые светодиоды с алмазным полупроводником.
УФ-светодиод имеет алмазную подложку размером 2 кв.мм, на которой расположены алмазные полупроводники, структурированные по слоям p-i-n. Он испускает глубокий ультрафиолетовый свет, длина волны равна 235 нм. При подаче тока силой 320 мА выход электроэнергии составляет 30 микроватт.
Светодиоды нового типа имеют две главные характеристики. Первое, их светоотдача не прекращает расти даже при высокой силе тока (обычные светодиоды истощаются при воздействии тока высокой силы). Второе, они необычайно устойчивы к воздействию высоких температур.
Если обратиться к конкретным цифрам, рост светоотдачи у новых УФ-светодиодов продолжается, даже если плотность тока составляет 2000A/cм2, диаметр электрода равен 120 микрометров. В настоящее время УФ-светодиоды, сделанные с примененнием полупроводника нитрида алюминия и галлия (AlGaN), выдерживают лишь плотность тока в 500A/cм2.
Что касается воздействия тепла, даже при возрастании температуры от комнатной до 420°C, светоотдача не ухудшается, утверждают ученые из AIST.
Алмазные светодиоды источают свет в результате выработки "экситонов". Экситон — это квазичастица, состоящая из электрона и дырки. Обычно она весьма уязвима перед воздействием высоких температур и быстро разрушается в таких случаях. А вот экситоны, вырабатываемые алмазными LED, являются очень стойкими и не разрушаются даже при температуре 600°C. Вот почему эти светодиоды отличаются такой жаростойкостью.
В настоящее время на пути коммерциализации алмазных LED стоит, конечно же, проблема высокой стоимости материалов. Ученые, правда, видят возможный выход в замене алмазной подложки кремниевой пластиной. Они даже создали подобный прототип, и он лишь немного уступает по производительности чисто алмазным светодиодам. Дальнейшие разработки в этой сфере помогут удешевить производство алмазных LED и тем самым сделают возможным их практическое применение.
Ультрафиолетовые светодиоды вырабатывают невидимый для человеческого глаза свет. Они могут использоваться в биологических и медицинских целях, например, для уничтожения микробов.
