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目前，GaN基LED芯片的发光效率和使用寿命远高于传统照明光源，被广泛应用于高分辨率显示、室内照明、汽车照明、可见光通信、生物医学等领域。近日，我院机械系硕士生蓝树玉在国际权威期刊《Optics Express》上发表了GaN基LED芯片的最新研究进展，论文题目为《Strategically constructed patterned sapphire with silica array to boost substrate performance in GaN-based flip-chip visible light-emitting diodes》。论文通讯作者为周圣军教授，武汉大学为论文第一作者和通讯作者单位。

GaN基LED芯片的晶体质量和光电性能很大程度上取决于生长衬底，目前市场上的LED芯片通常采用蓝宝石图形衬底（Patterned Sapphire Substrate, PSS），然而其对LED芯片晶体质量和光提取效率的提升有限，已不能满足市场对超高效率LED芯片的需求。在周圣军教授指导下，蓝树玉、唐斌和胡红坡通过在蓝宝石衬底上沉积二氧化硅并将其刻蚀成锥形阵列，形成了一种新型图形化衬底（Patterned Sapphire with Silica Array, PSSA），然后在此衬底上制造出了更高效率的GaN基倒装LED芯片。由于二氧化硅的材料特性和较小的折射率，相比于PSS，生长于PSSA上的LED芯片具有更高的晶体质量和光提取效率，实验结果表明，其最大外量子效率高达78%。这一技术对于推进GaN基LED芯片的应用进程具有重要的价值。国际半导体领域著名媒体杂志《Compound Semiconductor》以“Substrate Boosts Efficiency Of Flip-chip LEDs”为题对武汉大学的研究成果进行了专栏报道。

图1《Compound Semiconductor》专栏报道

图2论文发表之后成为《Optics Express》当日最高下载量文章

《Compound Semiconductor》专栏报道链接：

https://compoundsemiconductor.net/article/112451/Substrate_Boosts_Efficiency_Of_Flip-chip_LEDs

原文链接：

https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-28-25-38444&id=444222