有望降低LED生產的成本和對環境的影響，同時提高可XR眼鏡等應用的性能

（中國AI網 2024年11月28日）從智能手機到家庭照明，LED在現代生活中無處不在。但今天的LED有一個主要的限制：當你嘗試通過增加功率來提升它們的亮度時，效率會降低。

不過，日本名古屋大學的一組研究人員現在已經找到了一種解決方案：可以在保持LED效率的同時使其更亮。他們的研究有望降低LED生產的成本和對環境的影響，同時提高可XR眼鏡等應用的性能。

InGaN LED代表著全球最高效的光源，但它們通常是在低功率水平下工作。為了獲得更亮的光，必須增加它們的功率。然而，增加功率會導致其效率下降。

克服效率下降的一種方法是增加LED的面積，但這同時意味著你需要更大的芯片。所以，從晶圓中得到的LED更少，而結果是更高的生產成本和更大的環境影響。

針對這個問題，日本名古屋大學團隊通過傾斜InGaN層并將晶圓切割成不同的方向來減少效率下降，從而改變所得晶體的性質。以這種方式改變的最重要屬性稱為“極化”。

盡管人們已經對低極化的傾斜取向進行了超過15年的研究，但使所制造的InGaN LED效率一直低于標準高極化LED的一半。

名古屋大學團隊在研究中發現，只有當它指向與標準LED相同的方向時，較低的極化才有所幫助。利用這一發現，他們在低成本的藍寶石襯底上以所謂的（101?3）取向生長LED。其中，這種取向具有較低的極化，但方向與標準LED相似。實驗顯示，（101?3）LED在更高功率下顯示出更高的效率。

這一發現為制造商開發下一代LED技術提供了創新途徑，幫助實現更高效、更明亮的Micro LED顯示屏，更高的電流密度能力，以及更快的開關速度。

相關論文：How to Make Semi-Polar InGaN Light Emitting Diodes with High Internal Quantum Efficiency: The Importance of the Internal Field

不過，團隊指出了相關的局限性：“未來的研究不太可能找到更好的取向，特別是藍寶石襯底，因為只有兩個傾斜方向適合它。然而，有其他方法可以在藍寶石甚至硅上制造缺陷更少的（101?3）LED。但到目前為止，在藍寶石或硅上實現的其他方向更差，因為它們要么天生粗糙，要么增加極化量。”