Uutta valoa ledien ongelmiin

Käyttämällä alan parhaita teoreettisia menetelmiä Kalifornian Santa Barbaran yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet tietyntyyppisiä vikoja ledien atomirakenteessa, jotka johtavat vähemmän tehokkaaseen suoritukseen.

Tällaisten pistevirheiden tutkiminen voi johtaa entistäkin tehokkaamman ja pitkäkestoisemman ledivalaistuksen valmistukseen.

Kun ledirakenteessa elektroni kohtaa aukon, se siirtyy alempaan energiatilaan ja emittoi fotonin. Joskus kuitenkin varauksenkuljettajat kohtaavat mutta eivät emittoi valoa, tuottaen ns Shockley-Read-Hall (SRH) rekombinaation. Tutkijoiden mukaan, varauksenkuljettajat tulevat hilan kaappaamiksi, jossa ne yhdistyvät mutta ilman, että emittoisivat valoa.

Havaitut viat sisältävät galliumvakansseja sekä hapen ja vedyn komplekseja. "Näitä vikoja on aiemmin havaittu nitridipuolijohteissa, mutta toistaiseksi niiden haitallisia vaikutuksia ei ole ymmärretty" selvittää tutkimuksen johtava kirjoittaja Cyrus Dreyer, joka teki monet tutkimuspaperin laskelmista.

"Se oli yhdistelmä intuitiota, jota olemme kehittäneet useiden vuosien tutkimuksista pistevirheistä näiden uusien teoreettisien mahdollisuuksien avulla", toteaa tutkimusryhmän vetäjä Van de Walle. Hän kiittää toista kirjoittajaa Audrius Alkauskasia teoreettisen formalismin kehitystyöstä, joka oli välttämätöntä laskettaessa nopeuksia, joilla vikakohdat kaappaavat elektroneja ja aukkoja.

"Menetelmä soveltuu tuleviin töihin tunnistamaan muita vikoja ja mekanismeja, joissa SRH-rekombinaatio tapahtuu. Nämä galliumvakanssien kompleksit eivät varmasti ole ainoita vikoja, jotka ovat haitallisia", toteaa Van de Walle yliopistonsa tiedotteessa.

"Nyt kun meillä on menetelmät käytettäväksi, olemme aktiivisesti tutkimassa muita mahdollisia vikoja ja arvioida niiden vaikutuksia säteilemättömään rekombinaatioon."