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中国科学院的陈弘与其研究团队利用晶格松弛(lattice relaxation)的特性，来控制氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)量子阱中铟的沉淀(precipitation)，能让氮化铟镓(InGaN)晶粒发出的光由绿转白，制作出白光发光二极管(LED)。
在科学院的组件中，量子阱的发光波长约为440 nm，量子点则发出545 nm或波长更长的光。额外的铟沉淀可以增加量子点的大小与密度，除了让原始量子点的发光峰值波长变长外，在495 nm处也会产生另一个峰。
该研究团队在GaN/InGaN量子阱的底部加入一层InGaN，原本是用来收集载子，以提高发光强度。在研究过程中，他们尝试在LED晶圆底部沉积晶格部分松弛的InGaN厚膜，结果发现改变InGaN层的厚度，会影响GaN晶体中的应变(strain)分布，进而改变量子点的浓度。当底层厚度为160 、190及220 nm时，晶粒发光的颜色分别为绿光、黄绿光及白光。
由电激发光光谱(Electroluminescent spectra)可以发现，第一颗LED的发光波长有两个，其它两颗则为三个。三颗LED底层的含铟比例都是4.4%，其中底层最薄的LED保留有最多的双轴应变(biaxial-strain)，陈弘等人推算其InGaN层的晶格松弛比率约为9.6%，相形之下，底层最厚者的松弛比高达64.4%。
研究人员利用穿透式电子显微镜(TEM)观察发现，InGaN底层最薄时，由于结构较完整，因此应变会降低含铟量子点的沉淀。这个方法的缺点在于当底层厚度增加时，激发光强度会降低。陈弘等人认为这是因为高度晶格松弛引起的错位(dislocations)变成非辐射复合(non-radiative recombination)的中心。
陈弘承认这项技术若要商业化量产白光LED，必需先克服一致性(uniformity)与再现性(reproducibility)的问题。他指出，波长的再现性取决于nGaN底层的成份及厚度，因此对长晶温度十分敏感。
编辑：中国照明网-小麦
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