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06-08
近日，MIT研究团队宣布，目前正在设计一款非常实用的硅基LED。
它将使用前向偏置方法。
与其他硅基LED相比，基体LED亮度提高了10倍。
此次开发的新型硅基LED采用正向偏压方式，改变了LED中PN结的组合，成功提高了硅材料的光电能量转换效率，进一步提升了硅基LED的亮度，并且降低了LED的制造成本。
硅材料是人类应用最广泛的材料之一，主要应用于制造半导体器件和集成电路领域。
但由于硅材料的特殊性，其从未涉足光学领域，因此硅基LED始终未能实现。
发光二极管内的PN结包含P区和N区，这将决定二极管的发光效率。
其中，N区充满受激的自由电子，P区有带正电的空穴，吸引P区的电子。
当电子冲入空穴时，电子的能级急剧下降，释放能量差。
但不同的半导体材料具有不同的电子和空穴能量，因此释放的能量也有一定的差异。
目前广泛使用的氮化镓、砷化镓等材料都是直接带隙材料，常用于LED中。
其导带最小值和价带最大值具有相同的电子动量。
导带底部和价带顶部的电子和空穴可以通过辐射复合发光，复合概率高，发光效率高。
作为间接带隙半导体材料，硅在其导带最小值和价带最大值处具有不同的动量值。
它更喜欢将能量转化为热而不是光，因此其转化速度和效率不如其他。
材料。
今年，荷兰埃因霍温理工大学Erik Bakkers领导的研究团队成功开发出一种利用VLS生长纳米硅线的新型硅锗合金发光材料，成功改善了上述问题，并利用该材料开发了一种新的硅锗合金发光材料。
一种可以集成到现有芯片中的硅基激光器中的设备。
这种激光器的成功研发未来可能会显着降低数据传输成本并提高效率。
这次，MIT团队进一步增加了使用硅材料的可能性，并提出了一种新的N区和P区连接方法。
它将N区和P区从传统的并排排列改为垂直堆叠，使二极管的电子和空穴远离表面和边缘区域，防止电子将电能转化为热量，从而提高发光效率。
美国国家标准技术研究院这样评价这款新型硅基LED：“如果你需要低效率、高能耗的光学器件，那么这款新型硅基LED很适合你。
与市场上现有产品相比，这种新型硅基LED非常适合你。
”市场上，这种新型硅基LED已有产品，而且制造成本要低得多，更何况现有的LED产品尚未集成到芯片中。
麻省理工学院研究团队研究员Rajeev Ram表示，硅基LED的特性非常适合短距离传感需求，并透露团队将为智能手机平台开发用于短距离测距的全硅据悉，此次推出的新型硅基LED将在IEEE国际电子器件大会上进行展示，并将在短距离传感方面拥有更广泛的应用场景。
研究团队还准备利用这项技术将新型硅基LED集成到CMOS芯片中，并交给GlobalFoundries在新加坡生产。
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