中國科學院院士、西安電子科技大學微電子學院郝躍研究團隊在《新型光學材料》上發表研究成果,揭示了可剝離襯底上氮化物的成核機制,并創新性開發出柔性高亮度紫光發光二極管。
GaN基半導體LED照明具有高效、節能、環保、壽命長、易維護等優點,是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一場照明革命。隨著可穿戴技術的發展,未來柔性半導體技術將逐步成為主流,柔性GaN 的制備成為當今國際高度關注的研究熱點。但是,激光能量密度分布不均勻使得氮化鎵薄膜突起破裂,很難得到大面積連續無損的氮化鎵薄膜,使得GaN的柔性器件發展受到嚴重阻礙。為此,低應力、高質量的GaN薄膜的制備對于LED性能的提升顯得尤為重要。
據介紹,郝躍團隊研究并發現了氮化物在石墨烯上的選擇性成核機理,找到了AlN的最佳成核位點,成功制備出高質量、無應力的GaN外延層;并通過優化剝離工藝,實現了GaN外延層的低損傷、大面積剝離轉移。基于該柔性GaN材料制備的紫光發光二極管在小電流下實現了超高光輸出功率。同時,這一研究成果證明了剝離轉移可以實現GaN基柔性照明以及LED在未來實現高質量垂直結構的可能性。