حال ہی میں ، چین کی یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے سکول آف مائیکرو الیکٹرونکس کے سن ہائڈنگ اور لانگ شیبنگ کے ریسرچ گروپ نے نیلم سبسٹریٹ چیمفر اینگل کنٹرول کوانٹم کے استعمال کے حوالے سے یووی ایل ای ڈی لائومینیسنس کارکردگی کی اہم پیش رفت میں ایک پیش رفت کی۔ تین جہتی کیریئر کی قید حاصل کرنا۔
اگرچہ سورج کی روشنی میں الٹرا وایلیٹ شعاعیں صرف 5 فیصد توانائی کا حصہ ہوتی ہیں ، لیکن وہ انسانی زندگی میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ اس وقت ، الٹرا وایلیٹ لائٹ بڑے پیمانے پر پانی صاف کرنے ، لائٹ کیورنگ ، نس بندی اور ڈس انفیکشن میں استعمال ہوتی ہے۔ روایتی الٹرا وایلیٹ لائٹ ذرائع عام طور پر پارا وانپ خارج ہونے والی پرجوش حالت کا استعمال کرتے ہوئے الٹرا وایلیٹ شعاعیں پیدا کرتے ہیں ، جن میں بہت سی خرابیاں ہوتی ہیں جیسے گرمی کی بڑی پیداوار ، زیادہ بجلی کی کھپت ، سست ردعمل ، مختصر زندگی کا دورانیہ ، اور ممکنہ حفاظتی خطرات۔ نیا گہرا الٹرا وایلیٹ لائٹ سورس لائٹ ایمیٹنگ ڈائیڈ (ایل ای ڈی) کا اصول استعمال کرتا ہے ، جو روایتی پارا لیمپ پر بہت سے فوائد رکھتا ہے۔ ان میں سے ، سب سے اہم فائدہ یہ ہے کہ اس میں زہریلے پارے کے عناصر نہیں ہوتے۔"؛ مناماتا کنونشن" کا نفاذ پیش گوئی کرتا ہے کہ 2020 میں پارے پر مشتمل الٹرا وایلیٹ لیمپ کے استعمال پر مکمل طور پر پابندی عائد کر دی جائے گی۔ لہذا ، بالکل نئے ماحول دوست ، اعلی کارکردگی والے الٹرا وایلیٹ لائٹ سورس کی ترقی لوگوں کے سامنے ایک اہم چیلنج بن گئی ہے۔
اس کے نتیجے میں ، وسیع بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر مواد (گیلیم نائٹرائڈ ، ایلومینیم گیلیم نائٹرائڈ) پر مبنی گہرے الٹرا وایلیٹ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیڈس (یووی ایل ای ڈی) اس نئی ایپلی کیشن کے لیے بہترین انتخاب بن گئے ہیں۔ یہ تمام ٹھوس اسٹیٹ لائٹ سورس سسٹم انتہائی موثر ، سائز میں چھوٹا اور لمبی عمر رکھتا ہے۔ یہ صرف ایک انگوٹھے کے غلاف کے سائز کی چپ ہے اور پارے کے چراغ سے زیادہ بالائے بنفشی روشنی خارج کر سکتی ہے۔ یہاں کا اسرار بنیادی طور پر III-nitride کے براہ راست بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر مٹیریل پر منحصر ہے: جب کنڈکشن بینڈ میں الیکٹران والنس بینڈ میں سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جاتے ہیں تو فوٹون پیدا ہوتے ہیں۔ فوٹون کی توانائی مواد کے بینڈ گیپ پر منحصر ہے ، لہذا سائنس دان روشنی کے اخراج کی مختلف طول موج کے حصول کے لیے ایلومینیم گیلیم نائٹرائڈ (AlGaN) کے ٹرنری کمپاؤنڈ میں عنصر کی ساخت کو ایڈجسٹ کرسکتے ہیں۔ تاہم ، UV ایل ای ڈی کے اعلی کارکردگی والے روشنی کے اخراج کو حاصل کرنا ہمیشہ اتنا آسان نہیں ہوتا ہے۔ سائنسدانوں نے دریافت کیا ہے کہ جب الیکٹران اور سوراخ دوبارہ مل جاتے ہیں تو فوٹون ہمیشہ پیدا نہیں ہوتے۔ اس کارکردگی کو اندرونی کوانٹم افیونسی (IQE) کہا جاتا ہے۔
روایتی یووی ایل ای ڈی ڈھانچے سے مختلف ، ممکنہ کنواں کی موٹائی اور اس نئی قسم کے ڈھانچے کی روشنی میں خارج ہونے والی پرت میں ممکنہ رکاوٹ ، ملٹی لیئر کوانٹم ویل (ایم کیو ڈبلیو) یکساں نہیں ہے۔ ہائی ریزولوشن پروجیکشن الیکٹران خوردبینوں کی مدد سے ، محققین ایک خوردبین پیمانے پر صرف چند نینو میٹر کے کوانٹم ویل ڈھانچے کا تجزیہ کرنے کے قابل تھے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ گیلیم (گا) ایٹم سبسٹریٹ کے قدموں پر جمع ہوجائیں گے ، جو کہ مقامی انرجی بینڈ کو تنگ کرنے کا باعث بنتا ہے ، اور جیسے جیسے فلم بڑھتی ہے ، گا امیر اور اے آئی سے مالا مال علاقے ڈی یو وی ایل ای ڈی تک پھیل جائیں گے۔ سطح کو مسخ کیا گیا ہے اور تین جہتی خلا میں جھکا ہوا ہے تاکہ تین جہتی کثیر کوانٹم ویل ڈھانچہ بنایا جا سکے۔ محققین اس خاص رجحان کو کہتے ہیں: AI اور Ga عناصر کا مرحلہ علیحدگی اور کیریئرز کا لوکلائزیشن۔ یہ اشارہ کرنے کے قابل ہے کہ انڈیم گیلیم نائٹرائڈ (lnGaN) پر مبنی نیلے ایل ای ڈی سسٹم میں ، ln اور Ga 100 m مختلف نہیں ہیں ، جس کے نتیجے میں مواد کے اندر ln سے بھرپور اور گا امیر علاقے ہوتے ہیں ، جس کے نتیجے میں ایک مقامی ریاست اور ترقی پائی جاتی ہے۔ لوڈنگ کرنٹ کی ریڈی ایشن ری کمبینیشن۔ لیکن AlGaN مادی نظام میں ، Al اور Ga کی فیز علیحدگی کم ہی دیکھنے کو ملتی ہے۔ اس کام کا ایک اہم مطلب مصنوعی طور پر مواد کی نمو کے موڈ کو ایڈجسٹ کرنا ، مرحلے کی علیحدگی کو فروغ دینا ، اور اس طرح آلے کی روشنی کو خارج کرنے والی خصوصیات کو بہت بہتر بنانا ہے۔
یہ تحقیق اعلی کارکردگی کے تمام ٹھوس ریاست UV روشنی کے ذرائع کی تحقیق اور ترقی کے لیے نئے آئیڈیاز فراہم کرے گی۔ اس آئیڈیا کے لیے مہنگے پیٹرن والے سبسٹریٹس اور پیچیدہ ایپیٹیکسیل نمو کے عمل کی ضرورت نہیں ہے۔ صرف سبسٹریٹ کے بیول اینگل کی ایڈجسٹمنٹ اور اپیٹیکسیل گروتھ پیرامیٹرز کے ملاپ اور آپٹمائزیشن پر انحصار کرتے ہوئے ، یہ توقع کی جاتی ہے کہ یووی ایل ای ڈی کی برائٹ خصوصیات کو نیلے ایل ای ڈی کے مقابلے میں اونچائی تک بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ہائی پاور گہری یووی ایل ای ڈی کی بڑے پیمانے پر درخواست۔ اور نظریاتی بنیاد۔
