近日，厦门大学研究团队创新性地设计了一种倒棱锥/台状人工纳米结构，通过纳米压印、干法刻蚀技术与湿法腐蚀工艺相结合，在发光波长短至 234 nm的(AlN)8/(GaN)2 有源层形成(0001)、(10-13)及(20-21)等多组角度精细可控的晶面。这些晶面能够调控深紫外光波在纳米结构中的传播和提取模式，有效突破传统平面结构中出射光锥角较小这一限制，大幅提高深紫外光的提取效率。
研究表明，引入晶面可控的倒棱锥/台状结构后，TM 和 TE 偏振光相比于平面结构分别增强了 5.6 倍和 1.1 倍，深紫外 234 nm 波长处的总发光强度提高了近 2 倍。该研究工作为提高深紫外短波发光器件的效率提供了新思路，并有望拓展到微小尺寸 LED、深紫外探测器等光电器件。
图 1. (a) 运用纳米压印技术制备纳米孔阵列的流程示意图; (b)-(c) (AlN)8/(GaN)2 超短周期超晶格的结构表征; (d)-(f) 纳米圆孔及 (g)-(h)倒棱锥/台纳米孔阵列的微观形貌。
图 2. (a) 传统平面、圆形纳米孔及倒棱锥/台纳米孔的光致发光谱；(b) 3 种纳米结构的内量子效率、TE/TM 光提取效率及整体发光强度的增强因子分布图。
相关研究成果以“Enhancing deep-UV emission at 234 nm by introducing a truncated pyramid AlN/GaN nanostructure with fine-tuned multiple facets”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Nanoscale 上，并推荐为期刊封面研究工作（Back Inside Cover）。相关测试工作得到了台湾大学杨志忠教授课题组的支持。
原文转载于公众号【半导体照明网】