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“可實(shí)現(xiàn)1m見(jiàn)方的大面積GaN LED” 東大在碳薄膜上層疊
點(diǎn)擊次數(shù)：888 發(fā)布時(shí)間：2008/7/1 9:19:50
東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所教授藤岡洋的研究組與神奈川科學(xué)技術(shù)研究院（KAST）宣布，共同開(kāi)發(fā)出了在柔性底板上形成由氮化鎵（GaN）構(gòu)成的LED技術(shù)。由于制造方法采用的是易于支持大面積和量產(chǎn)的PVD（物理氣相沉積法）的一種，因此“以低成本制造1m見(jiàn)方的面發(fā)光大面積GaN LED也是完全可能的”（藤岡）。目前，雖然尺寸只有2cm見(jiàn)方，并且只確認(rèn)了照射紫外線時(shí)的“光激勵(lì)”發(fā)光，不過(guò)幾個(gè)月內(nèi)將進(jìn)行與LED一樣的電流激勵(lì)發(fā)光實(shí)驗(yàn)。
東大的藤岡等研究人員在此次的GaN LED中未采用普通的藍(lán)寶石底板，而是采用了“有機(jī)聚合體燒結(jié)石墨薄板（PGS）”。PGS是片狀的樹(shù)脂片在無(wú)氧和3000℃高溫條件下燒結(jié)而成的石墨薄板。采用的是C原子以六角形的形狀連接成面、各面層疊在一起的結(jié)構(gòu)。厚度為25～100μm?！氨砻孢_(dá)到原子水平的平整程度”（藤岡）。
目前已證實(shí)，在這種PGS上，利用藤岡等研究人員自主開(kāi)發(fā)的PVD，使GaN和氮化鋁（AlN）結(jié)晶生長(zhǎng)，可以形成無(wú)結(jié)晶缺陷的質(zhì)量非常高的結(jié)晶?！盁o(wú)論是X線分析還是發(fā)光光譜分析，結(jié)晶質(zhì)量都與市售的GaN LED相當(dāng)或者更高”（藤岡）。在普通的GaN中，由于存在結(jié)晶缺陷，在比3.3eV發(fā)光波長(zhǎng)（約365nm）更長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)存在幾個(gè)發(fā)光峰值。而此次的產(chǎn)品則幾乎沒(méi)有多余的發(fā)光峰值。
形成GaN膜所使用的PVD名稱為“脈沖激勵(lì)堆積法”。該方法是藤岡對(duì)制造液晶面板等采用的濺射法進(jìn)行自主改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的。具體方法是利用脈沖等離子使金屬Ga升華，然后使其與氮?dú)夥磻?yīng)。GaN的處理溫度為600～800℃?！叭菀讘?yīng)用于大面積產(chǎn)品。如果是廠商，可迅速制造出大面積LED”（藤岡）。
GaN的N與PGS的C相結(jié)合
藤岡等表示，之所以能夠在PGS上形成高質(zhì)量GaN結(jié)晶，原因之一是構(gòu)成PGS的C原子與GaN等氮化物內(nèi)的六角形氮（N）原子的晶格間隔基本一致，并且PGS的C-C鍵合具有捕獲N固定的性質(zhì)?！捌湫纬蛇^(guò)程是N首先固定在PGS上，然后GaN結(jié)晶在上面生長(zhǎng)”（藤岡）。
因?yàn)镻GS“導(dǎo)熱率高，是銅（Cu）的4倍，所以常被用作PC的散熱片等，并且與藍(lán)寶石底板相比相當(dāng)便宜”（藤岡）。而且還具有超薄、柔軟、耐熱性高的特點(diǎn)，因此能夠以低成本實(shí)現(xiàn)大面積且超薄、像布一樣柔軟的發(fā)光薄膜。以高價(jià)材料著稱的鎵（Ga）“只要厚度在1μm以下，即使是大面積也只需要很少的數(shù)量”（藤岡）。
東大的藤岡等研究人員在此次的GaN LED中未采用普通的藍(lán)寶石底板，而是采用了“有機(jī)聚合體燒結(jié)石墨薄板（PGS）”。PGS是片狀的樹(shù)脂片在無(wú)氧和3000℃高溫條件下燒結(jié)而成的石墨薄板。采用的是C原子以六角形的形狀連接成面、各面層疊在一起的結(jié)構(gòu)。厚度為25～100μm?！氨砻孢_(dá)到原子水平的平整程度”（藤岡）。
目前已證實(shí)，在這種PGS上，利用藤岡等研究人員自主開(kāi)發(fā)的PVD，使GaN和氮化鋁（AlN）結(jié)晶生長(zhǎng)，可以形成無(wú)結(jié)晶缺陷的質(zhì)量非常高的結(jié)晶?！盁o(wú)論是X線分析還是發(fā)光光譜分析，結(jié)晶質(zhì)量都與市售的GaN LED相當(dāng)或者更高”（藤岡）。在普通的GaN中，由于存在結(jié)晶缺陷，在比3.3eV發(fā)光波長(zhǎng)（約365nm）更長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)存在幾個(gè)發(fā)光峰值。而此次的產(chǎn)品則幾乎沒(méi)有多余的發(fā)光峰值。
形成GaN膜所使用的PVD名稱為“脈沖激勵(lì)堆積法”。該方法是藤岡對(duì)制造液晶面板等采用的濺射法進(jìn)行自主改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的。具體方法是利用脈沖等離子使金屬Ga升華，然后使其與氮?dú)夥磻?yīng)。GaN的處理溫度為600～800℃?！叭菀讘?yīng)用于大面積產(chǎn)品。如果是廠商，可迅速制造出大面積LED”（藤岡）。
GaN的N與PGS的C相結(jié)合
藤岡等表示，之所以能夠在PGS上形成高質(zhì)量GaN結(jié)晶，原因之一是構(gòu)成PGS的C原子與GaN等氮化物內(nèi)的六角形氮（N）原子的晶格間隔基本一致，并且PGS的C-C鍵合具有捕獲N固定的性質(zhì)?！捌湫纬蛇^(guò)程是N首先固定在PGS上，然后GaN結(jié)晶在上面生長(zhǎng)”（藤岡）。
因?yàn)镻GS“導(dǎo)熱率高，是銅（Cu）的4倍，所以常被用作PC的散熱片等，并且與藍(lán)寶石底板相比相當(dāng)便宜”（藤岡）。而且還具有超薄、柔軟、耐熱性高的特點(diǎn)，因此能夠以低成本實(shí)現(xiàn)大面積且超薄、像布一樣柔軟的發(fā)光薄膜。以高價(jià)材料著稱的鎵（Ga）“只要厚度在1μm以下，即使是大面積也只需要很少的數(shù)量”（藤岡）。
