據外媒報道，新加坡-麻省理工學院研究與技術聯盟中心(SMART）低能耗電子系統（LEES）跨學科研究小組，與麻省理工學院(MIT)和新加坡國立大學(NUS)的研究人員發現了一種方法，可以量化在不同銦濃度下氮化銦鎵(InGaN)量子阱中的成分波動狀況。
（圖片來源：MIT）
InGaN發光二極管(LED)以其高效、耐用、成本低的特點，給固態照明領域帶來了革命性變化。通過改變InGaN化合物中的銦濃度，可以改變LED發出的光線顏色，有可能覆蓋整個可見光光譜。在通信、工業和汽車應用方面，銦含量少于鎵的InGaN LED，如藍色、綠色和青色LED，獲得了巨大的商業成功。然而，銦濃度較高的LED，如紅色和琥珀色LED，其效率會隨著銦含量的增加而下降。
由于效率下降，InGaN在紅色和琥珀色光譜中性能較差。目前，紅色和琥珀色LED用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)材料代替InGaN制成。開發可覆蓋整個可見光光譜的InGaN LED，能夠大大降低生產成本。要做到這一點，首先要了解并克服效率下降的問題。
該團隊采用多面化方法來探討成分波動的根源，及其對InGaN LED效率的潛在影響。在高銦含量InGaN LED中，準確測定成分波動非常重要，有助于了解其在效率下降方面起到的作用。這種多面化方法利用協同研究來檢測InGaN量子阱中的銦成分波動，將互補的計算方法、先進的原子尺度表征和圖像處理自主算法結合在一起。
研究人員表示，了解InGaN在不同銦濃度下的原子分布，是開發使用InGaN LED平臺的下一代全彩顯示器的關鍵。而且，這種方法具有普遍適用性，可用于其他研究成分波動的材料科學研究。
研究發現，在銦含量相對較低的InGaN中，銦原子呈隨機分布狀態。另一方面，在銦含量較高的InGaN中觀察到部分相分離，其中隨機成分波動與一些富銦區域同時存在。
通過這些發現，可以進一步了解InGaN原子微結構及其對LED性能的潛在影響，為未來的研究鋪平道路，以確定成分波動在新一代InGaN LED中的作用，并設計防止這些器件退化的策略。
