摘要：深紫外发光二极管(Deep-ultraviolet light-emitting diode,DUV-led)具有环保无汞、寿命长、功耗低、响应快、结构轻巧等诸多优势,在杀菌消毒、生化检测、医疗健康、隐秘通讯等领域具有重要应用价值。近年来,深紫外led技术取得了快速发展,主要体现在光效和可靠性的不断提高,这一方面得益于芯片制造过程中氮化物材料外延和掺杂技术的进步,另一方面归功于深紫外led封装技术的发展。但是,与波长较长的近紫外和蓝光led相比,深紫外led的光效和可靠性仍有很大提升空间。本综述重点对深紫外led封装关键技术进行了系统分析,包括封装材料选择、封装结构设计、封装工艺优化、反射光损耗机制以及结温和热管理等,同时从提高光效与器件可靠性角度阐述了深紫外led封装的最新研究进展,并对后续技术发展进行了展望。

摘要：为了提高AlGaN基深紫外发光二极管(light emitting diode,led)的内量子效率(internal quantum efficiency,IQE),本文采用了基于InAlGaN/AlGaN超晶格的电子阻挡层(electron blocking layer,EBL)结构,结果表明与传统的单层和双层电子阻挡层结构相比,超晶格EBL结构能够有效提高led的内量子效率.在此基础上,本文提出了基于JAYA智能算法的led结构优化方法,应用该方法以最大化内量子效率为目标,对InAlGaN/AlGaN超晶格EBL结构进行优化设计.结果表明,采用优化超晶格EBL结构后电子泄露和空穴注入问题都有所改善,在200 mA电流注入时深紫外led的内量子效率比采用单层结构EBL提高了41.2%.

摘要：针对AlGaN(Aluminum Gallium Nitride)基深紫外led(Light Emitting Diode)发光效率低、工作偏压较大的问题,设计了一种带有n^(+)-GaN/Al_(0.4)Ga_(0.6)N/p^(+)-GaN隧道结的氮极性AlGaN基深紫外led器件结构。该结构由n-Al_(0.65)Ga_(0.35)N电子提供层、 Al_(0.65)Ga_(0.35)N/Al_(0.5)Ga_(0.5)N多量子阱、组分渐变p-Al_(x)Ga_(1-x)N和n^(+)-GaN/Al_(0.4)Ga_(0.6)N/p^(+)-GaN隧道结构成。研究结果表明,相比于无隧道结的参考led,隧道结led具有更高的内量子效率和光输出功率,同时其具有更低的开启电压。隧道结led光电特性的改善,归因于隧道结的引入提升了led的空穴注入效率,提高了led器件的电流扩展能力。通过模拟软件对半导体器件载流子输运、光电特性的模拟,有助于加深对半导体器件物理特性的理解。若在“半导体器件物理”学习课程加入对半导体器件模拟软件的学习,能有效提升学生对半导体器件物理知识的理解和探索。

摘要：为了获得高效率的AlGaN基深紫外发光二极管,提出了具有渐变量子垒的氮极性结构来调控载流子的传输.通过氮极性结构在p型电子阻挡层中形成的反向极化诱导势垒,改善空穴注入和电子泄漏问题.另外研究了不同的渐变方向和渐变程度对器件性能的影响.模拟结果显示,在12nm的AlGaN量子垒上沿着(000-1)方向从Al组分0.65线性渐变到0.6,可以有效平衡量子垒的势垒高度和斜率,从而极大的增强空穴注入,光输出功率相较于传统结构提高了53.6%.该设计为电子泄漏和空穴注入问题提供了直接而有效的解决方案,在实现更高效率的深紫外发光二极管方面显示出广阔的前景.

摘要：针对现有基于低压汞蒸气灯"日盲"紫外光通信系统通信速率低、驱动电压高、光源响应速度慢、电光转换效率低和功耗过高等问题,提出并设计了一套基于led的"日盲"紫外光通信系统。该系统以深紫外led作为光源,用光电倍增管探测微弱光信号,采用脉冲位置调制(PPM)技术和最大似然解调技术,并用现场可编程门阵列完成了调制解调部分的设计与仿真。实验表明,采用深紫外led和PPM技术,可以大幅度提高系统的通信速率、电光转换效率,同时显著降低驱动电压和系统功耗。

摘要：针对现有家庭植物工厂控制系统生产成本高、营养液净化不彻底、云平台技术应用实例少的问题,设计并开发了一种led家庭植物工厂控制系统。该系统以STM32为核心处理器,采用led模组对植物进行补光,并将深紫外led技术应用到营养液净化领域;移植UCOSⅢ嵌入式系统,以满足系统实时性的要求;移植EMWIN进行了LCD人机交互模块开发;通过WIFI模块接入机智云云平台,并基于机智云提供的SDK包以及Android开源框架开发了一款Android APP,实现了对家庭植物工厂的远程调控。整体测试结果表明,系统各项性能均达到了设计要求,具有较高的可靠性,而且成本较低,满足实际应用的需求。