新闻网讯（通讯员动机科）近日，光学领域权威期刊Laser & Photonics Reviews（《激光与光子学评论》，影响因子:11）刊发了我校动力与机械学院周圣军教授团队在发光二极管（Light-emitting Diodes，LEDs）芯片研究领域的最新研究成果。
随着联合国通过《水俣公约》，汞灯的生产和使用逐渐受到限制，发展替代传统气态汞灯的新型深紫外光源成为迫切需求。与传统汞灯相比，发光波长在210 nm-300 nm之间的AlGaN基深紫外LED芯片具有节能、环保、体积小、易集成、响应快、寿命长、波长可调等诸多优点，在杀菌消毒、紫外光疗、水净化和光电探测等领域有广泛的应用价值。然而，目前深紫外LED芯片的p-GaN接触层对深紫外光有强烈的吸收损耗，导致器件的光提取效率低。因此，开发一种低阻和高深紫外透光性的接触层代替p-GaN接触层，是进一步提升深紫外LED芯片电光转换效率的关键。隧道结是一种重掺杂的p+-n+结半导体结构，在外加电压作用下，p区价带电子可以穿过禁带进入n区导带。将AlGaN基隧道结和深紫外LED相结合，有助于解决目前深紫外LED存在的光提取效率低的问题。
图：大功率AlGaN基超薄隧道结深紫外LED芯片结构、晶圆片、灯珠和手提式杀菌光源示意图
周圣军团队在深紫外LED中引入了AlGaN基超薄隧道结（26 nm），最大限度地减少AlGaN基隧道结的体电阻，使发光波长为275 nm的大功率超薄隧道结深紫外LED芯片的正向电压从8.2 V降至5.7 V。同时，利用AlGaN基超薄隧道结对深紫外光的高透光性，降低了接触层的吸光损耗，使AlGaN基超薄隧道结深紫外LED芯片的电光转换效率相比于采用p-GaN接触层的深紫外LED芯片提升了5.5%。集成超薄隧道结深紫外LED芯片阵列的深紫外光源在表面灭活实验中表现出优异的杀菌性能，为开发用于生物医学测试、空气和水净化以及杀菌消毒的大功率深紫外光源提供了理论和技术支持。
表：集成超薄隧道结深紫外LED芯片阵列的深紫外光源对多种病原微生物的杀灭效果
这一成果于2023年8月25日在线发表于Laser & Photonics Reviews。论文题目为“High-Power AlGaN-Based Ultrathin Tunneling Junction Deep Ultraviolet Light-Emitting Diodes”（大功率AlGaN基超薄隧道结深紫外LED）。周圣军教授为该论文的通讯作者和第一作者，武汉大学为第一署名单位。该工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、国家青年拔尖人才计划和宁波安芯美半导体有限公司的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202300464
（实习编辑：董一寒 编辑：张丽平）
