Des plans semi-polaires pour renforcer le rendement des LED
Les systèmes d'éclairage dotés de sources à semi-conducteurs sont très prometteurs en termes de rendement énergétique et donc de réduction de la consommation, et pourraient ainsi révolutionner le marché mondial de l'éclairage. Cependant, le rendement des LED diminue rapidement avec l'intensité du courant. La disponibilité de LED avec un bon rendement pour des courants élevés aurait un impact positif sur les coûts et les performances. Le GaN semi-polaire, associé avec des substrats à faible densité de défauts, apporte de notables améliorations du rendement optique par rapport aux dispositifs classiques au GaN polaire. Les résultats du projet ALIGHT (AlGaInN materials on semi-polar templates for yellow emission in solid state lighting applications) pourraient ainsi annoncer une révolution dans les LED au GaN semi-polaire. Les chercheurs ont effectué la démonstration de LED au GaN semi-polaire, à grande échelle, émettant du bleu au jaune, avec un bon rendement. Ils ont fait croître par épitaxie les couches de GaN semi-polaire, sur le plan r de galettes de silicium et de saphir, de 100 mm de diamètre. Il s'agit de la première initiative réussie de croissance de GaN semi-polaires de cette taille. Ces galettes de grand diamètre peuvent servir à fabriquer des LED, mais aussi de nouveaux types de capteurs et de dispositifs électroniques. Par rapport aux LED déjà commercialisées et développées sur le plan c, la version semi-polaire présente un meilleur rendement quantique pour une densité de courant plus élevée, et émet une lumière polarisée. La croissance des couches de GaN sur d'autres faces du cristal, ainsi que celle de structures de puits quantiques avec un fort dopage, a contribué à réduire les champs électriques internes associés à la polarisation, qui limitent généralement les performances des LED au GaN classique. Les progrès d'ALIGHT dans le rendement lumineux pour des courants forts peuvent accélérer notablement le succès des LED. Les LED au GaN semi-polaire présentent un excellent rendu des couleurs et améliorent les performances dans le bleu et le jaune, avec un rendement quantique qui peut dépasser les 70 % dans le bleu et les 35 % dans le jaune.
Mots‑clés
Semi-polaire, LED, sources de lumière, GaN, éclairage, courants intenses, ALIGHT, rendement quantique
