日本科学家研制出硅基近红外发光二极管

日本科学家日前借量子点(quantumdot)的帮助，成功地制作出以硅基(silicon-based)发光二极管(LED)，其发光波段为近红外光，且其外部量子效率(externalquantumefficiency)高达0.3%。 这个由日本东京大学的SusumuFukatsu等人组成的团队利用分子束外延技术(molechlarbeamepitaxy)制作出来的组件，主要是在硅基材内嵌入应变锑化镓量子点(strainedGaSbquantumdot)。在绝对温度11K下，以4V的偏压时及3.7mA的电流加以驱动，该组件可以产生波长1.2微米左右的强烈荧光。更有甚者，使用脉冲式电压驱动的实验显示，该发光二极管可以接受调制，因此能用来传送数据。 电子工业对于高效率且高速的硅基发光二极管的研发倍感兴趣，原因是它有助于实现微芯片之间的高速光通讯。这方面的最大问题在于硅只具有间接能带隙(indirectbandgap)，不能自然发光，因此必须透过掺杂其它材料来达成。稍早STMicroelectronics的作法是在硅里掺杂发光铒离子，这个日本研究小组则是使用III-V族量子点来改变硅内部的电子行为。 Fukatsu表示，他们的LED拥有0.3%的量子效率及超过10mW的输出功率，表现虽然不差，但是如果要具有竞争力，必须在室温之下也能达成类似表现。虽然该小组也成功地在室温下驱动这种LED，但是发光效率却下降了两个数量级。目前该小组正在设法引入更多层的量子点材料，以及增加操作频宽，以提升LED的效率。