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提升發光效率達200倍的雷射製程

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年5月3日

圖、提升發光效率達200倍的雷射製程

美國海軍研究實驗室的科學家發現一種可以鈍化光學材料內缺陷的新方法,降低材料缺陷讓裝置消耗更少的功率、具有更長的使用壽命,研究成果已經發表在 Applied Materials & Interfaces 期刊。
 
傳統LED的元件中,約有 90% 空間是散熱器,用來降低 LED 的溫度,增加LED的使用壽命。主要的原因在於材料中的缺陷會干擾材料的發光能力,當出現非輻射的材料缺陷時,將產生熱而不是產生光,有效消除或鈍化材料內的缺陷是邁向高效能光電元件的重要課題。
 
原子級薄的過渡金屬二硫化物,如MoS 2,具有良好的光學吸收能力,且為直接能隙材料,可用於柔性元件、太陽能電池和光電感測器。研究人員發展了一種使用雷射加工方法,可以改善單層二硫化鉬(MoS2)的光學性質。二硫化鉬是一種具有高空間分辨率的直接間隙半導體,在環境條件受控制下,單層MoS2 可透過化學氣相沉積法與雷射照射的方式合成。雷射照射合成的好處是可是讓未暴露於雷射區域仍保持黑暗,合成的區域則保持強光,降低散射光產生的不良合成反應,達到鈍化缺陷的效果。
 
研究人員提出的新方法,減少單層二硫化鉬的缺陷讓元件產生更少的熱,在維持相近的工作溫度下,透過新製程方法的材料缺要的熱裝置更少,進而達到元件縮小的目標。在發光的效率上,透過雷射加工光方式產生的鈍化缺陷的單層二硫化鉬,將會有更佳的能量使用效率,其發光能效相較一般製程,可提升達二百倍。(544字;圖1)


參考資料:
Laser Processing Method Could Increase Efficiency in Optoelectronic Devices. Photonics Media,2019/4/17
Spatially Selective Enhancement of Photoluminescence in MoS2 by Exciton-Mediated Adsorption and Defect Passivation. Applied Materials & Interfaces,2019/4/11


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