密西根研究團隊11月發(fā)表最新研究，發(fā)現(xiàn)將化學元素硼(Boron)加入氮化銦鎵 (INGan) 材料可以讓LED半導體的中間層(middle layer)厚度變大，解決發(fā)光效率隨著注入電流的提高而下降的現(xiàn)象。這項研究已經(jīng)刊登于應用物理學快報(Applied Physics Letters)。

　　發(fā)光二極管(Light-emitting diode)半導體由帶有正電性質的P型半導體和帶有電子的N型半導體組合，通電后具有正電性質的電洞(hole) 會和電子(electron)結合并產生光，在中間層的所使用的材質將決定波長長短。

　　電子和電洞移動到中間層時，有太多的電子同時被擠壓到中間層，會使其相互碰撞、無法有效的和電洞結合，降低發(fā)光效率，而這種情形又稱之為歐格再結合(Auger recombination)。

　　而要解決這項問題的辦法是增加中間層的厚度，好讓電子和電洞有足夠的空間;然而要增加中間層的厚度卻沒有想象中容易。

　　因為LED半導體是晶體狀，原子間有其固定排列規(guī)則，而該特定間距又稱為晶體參數(shù)(lattice parameter)。當晶體材料相互層疊生長時，它們的晶格參數(shù)必須相似，原子排列規(guī)則與材料連接處才能匹配，否則材料會變形。

　　研究者Williams和Kioupakis透過預測模型發(fā)現(xiàn)，將硼加入氮化銦鎵，可以增加中間層的厚度，以利電子和電洞結合。BInGaN材料發(fā)出的光的波長也非常接近于氮化銦鎵的波長，可以調整出不同的顏色。

　　這項研究是否能實際在實驗室產出還是未知數(shù)，而究竟要摻入多少的的硼元素也是一項挑戰(zhàn)，但是密西根研究團隊的發(fā)現(xiàn)對新型LED的研發(fā)是一大貢獻。