Синие светодиоды


Синие светодиоды, исходя из теории рекомбинационного излучения полупроводников, возможно получить на полупроводниках с большой шириной запрещённой зоны, так как энергия излучаемых фотонов при рекомбинации электронов и дырок, зависит именно от этой величины. Полупроводники с большим энергетическим барьером - это карбид кремния, соединения элементов II и IV группы таблицы Менделеева и нитриды элементов III группы. Наиболее эффективные синие светодиоды изготавливаются на сплавах GaN и InGaN. Комбинация с красным и зеленым светодиодами активно используется при производстве электронных табло, а также позволяет получить белый цвет. Однако, такой принцип формирования белого цвета сейчас используется редко, даже несмотря на бóльший срок службы, так как сильно проигрывает по стоимости и световому выходу люминофорным светодиодам.

Из истории получения синего светодиода

Первый синий светодиод был получен в 1971 году Жаком Панковым (Яков Исаевич Панчечников) в RCA Laboratories на базе структуры нитрида галлия на сапфировой подложке. Но он давал слишком мало света, чтобы его можно было использовать.

Первый яркий синий светодиод был изготовлен в 1990 году Судзи Накамура, в японской компании «Nichia Chemical Industries».

Суджи Накамура

Суджи Накамура (Shuji Nakamura) родился 22 мая 1954 года в японском городе Иката. Окончив в 1977 году университет в Токушиме по специальности электроника, он начал работать в небольшой компании Nichia Chemicals, которая находилась в городе Токушима и занималась производством фосфора для ЭЛТ и флуоресцентных ламп. Накамура попал в лабораторию которая занималась исследованиями соединений галлия. Арсенид галлия и фосфид галлия были материалом для изготовления красных и инфракрасных светодиодов.

К 1988 году Накамура остался единственным сотрудником НИР лаборатории Nichia, он был и химиком, и технологом, и конструктором.

В 1989 году для изготовления синих СИД использовались селенид цинка (ZnSe) и нитрид галлия (GaN), однако технологические сложности не позволяли запустить их в промышленное производство. Большинство конкурирующих компаний работали с ZnSe. Накамура сделал ставку на нитрид галлия. В 1991 году  Накамуре удалось получить пленки нитрида галлия n-типа с уникально высокой проводимостью. В 1992 году он получил нитрид галлия p-типа и затем излучающий слой из InGaN - итогом стало получение к концу 1993 года первого коммерческого синего светодиода.

В 1995 году Суджи Накамура выпустил первый яркий зеленый светодиод на основе InGaN. А в 1996 году представляет первый ультрафиолетовый светодиод.

В конце ХХ века Накамура возглавил лабораторию в Nichia. В 2000 году Суджи Накамура переходит на работу в Университет штата Калифорния (США). В 2001 году, Накамура совместно с профессором Стивеном ДенБаарс, создает междисциплинарный исследовательский центр (SSLEC), финансируемый компаниями Mitsubishi Chemical, Rohm, Stanley Electric.

Далее о светодиодах >>>