p Diodos emissores de luz ultravioleta profundos (DUV-LEDs) feitos de nitreto de gálio e alumínio (AlGaN) transferem energia elétrica para energia óptica de forma eficiente devido ao crescimento de uma de suas camadas inferiores de forma escalonada. Esta descoberta, publicado no jornal Cartas de Física Aplicada , pode levar ao desenvolvimento de LEDs ainda mais eficientes. p DUV-LEDs baseados em AlGaN estão recebendo muita atenção em pesquisas devido ao seu uso potencial na esterilização, purificação da água, fototerapia, e comunicação óptica de alta velocidade independente da luz solar. Os cientistas estão investigando maneiras de melhorar sua eficiência na conversão de energia elétrica em energia óptica.

p Kazunobu Kojima, da Tohoku University, é especialista em optoeletrônica quântica, que estuda os efeitos quânticos da luz em materiais semicondutores de estado sólido. Ele e seus colegas no Japão usaram uma variedade de técnicas microscópicas especializadas para entender como a estrutura dos LEDs baseados em AlGaN afeta sua eficiência.

p Eles fabricaram um LED baseado em AlGaN, crescendo uma camada de nitreto de alumínio no topo de um substrato de safira com um ângulo muito pequeno de um grau. Próximo, eles desenvolveram uma camada de revestimento de AlGaN com impurezas de silício no topo da camada de nitreto de alumínio. Três 'poços quânticos' AlGaN foram então cultivados em cima disso. Poços quânticos são camadas muito finas que confinam partículas subatômicas chamadas elétrons e buracos dentro da dimensão que é perpendicular à superfície das camadas, sem restringir seu movimento nas outras dimensões. O poço quântico superior foi finalmente coberto com uma camada de bloqueio de elétrons formada de nitreto de alumínio e AlGaN com impurezas de magnésio.

p As investigações microscópicas revelaram que os degraus em terraço se formam entre as camadas inferiores de nitreto de alumínio e AlGaN. Essas etapas afetam as formas das camadas do poço quântico acima deles. Formam-se faixas ricas em gálio que conectam os degraus inferiores às pequenas distorções que causam nas camadas superiores do poço quântico. Essas listras representam micropercursos de corrente elétrica na camada de revestimento AlGaN. Esses micropatas, junto com uma forte localização de movimento de elétrons e buracos dentro das camadas do poço quântico, parece aumentar a eficiência dos LEDs na conversão de energia elétrica em energia óptica, dizem os pesquisadores.

p A próxima equipe planeja usar essas informações para fabricar LEDs ultravioleta profundos baseados em AlGaN mais eficientes, diz Kojima.