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利用石墨烯作为生长缓冲层来实现高亮 LED 的新策略

2018-11-21 16:37 次阅读

二维晶体材料如石墨烯、氮化硼等由于其独特的结构、物理特性和光电性能而被广泛研究,近年来 二维 材料独特的范德华外延也为氮化物外延生长开启了新的大门 。范德华外延将晶体衬底与材料间的并入式生长模式,转换为范德华低势垒诱导生长模式, 因此允许外延层与衬底之间存在很大的晶格失配 ,可以用来生长高质量氮化物薄膜 。 同时层间范德华作用能够通过滑移等途径实现柔性剥离,将为设计构造新型半导体照明产品提供更广阔的空间。

最近,中国科学院半导体研究所半导体照明研发中心与北京大学纳米化学研究中心刘忠范院士课题组合作,在石墨烯上外延氮化物取得了系列进展,提出直接利用石墨烯作为生长缓冲层来实现高亮 LED 的新策略。北大利用 CVD 方法,在蓝宝石上直接生长大面积石墨烯,避免了石墨烯转移过程中的污染破损问题。半导体所在石墨烯 / 蓝宝石上生长的 GaN 薄膜具有低应力( 0.16 GPa )和位错密度( ~10 8 ×cm ?2 ),得到的蓝光 LED 光输出功率较传统工艺提升 19.1% 。同时石墨烯缓冲层省略了低温缓冲层生长工艺,节省 MOCVD 生长时间,有望进一步降低成本。相关研究成果发表于 Advanced Materials ( Adv. Mater. 2018,30,1801608 )。

同时研究团队也详细研究了石墨烯上氮化物生长机理,发现石墨烯可以改变成核密度,大幅度提高 AlN 成核岛的生长速度,从而降低融合边界的位错密度。 DFT 计算和实验结果也验证了石墨烯可以显著 改善外延层中的应力,为后续柔性 LED 器件实现奠定了基础。相关研究成果在线发表于 Journal of the American Chemical Society ( JACS , doi/10.1021/jacs.8b03871 )。

图 1 ( a )石墨烯插入层对 AlN 成核的影响;( b )石墨烯 / 蓝宝石及裸露蓝宝石区域 AlN 成核密度统计;( c , d ) AlN/ 石墨烯 / 蓝宝石及 AlN/ 蓝宝石平面样的选区电子衍射;( e ) AlN/ 石墨烯 / 蓝宝石及 AlN/ 蓝宝石中 AlN 的 E 2 (high) 峰的拉曼表征;( f ) AlN/ 石墨烯 / 蓝宝石中石墨烯的 G 峰及 2D 峰的拉曼表征;( g , h ) AlN/ 石墨烯 / 蓝宝石及 AlN/ 蓝宝石中 AlN 的 E 2 (high) 峰的拉曼 Mapping

北大博士生陈召龙和亓月分别作为两篇论文第一作者,半导体所博士生张翔和王蕴玉分别作为共同第一作者,刘忠范院士、李晋闽研究员、魏同波研究员和高鹏研究员作为两篇论文共同通讯作者。 上述研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然基金的支持。

原文标题:【成员风采】半导体所与北大合作提出新策略:石墨烯作生长缓冲层,实现高亮LED

文章出处:【微信号:iawbs2016,微信公众号:宽禁带半导体技术创新联盟】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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发表于 04-18 21:12 145次 阅读
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NCP5603 白光LED驱动器 高效率 电荷泵转换器

3是一款专用于中等功率白光LED应用的集成电路。电源转换是通过电荷泵结构实现的,使用两个外部陶瓷电容器,使系统极小。该器件通过低电池电压源为负载提供恒定电压。它特别适用于低成本,低功耗应用中的高效LED,具有较长的电池寿命。 特性 宽电池供电电压范围:2.7
发表于 04-18 21:11 73次 阅读
NCP5603 白光LED驱动器 高效率 电荷泵转换器

HBL5006 LED电子分流器

6系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当受到瞬态和喘振条件时,LED本质上非常脆弱。还有许多情况必须保持LED照明的高可靠性,例如前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等。在这些情况下,分流装置的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整串LED将不会熄灭。分流装置也适用于需要电路连续性的其他负载。这些器件设计用于30至500 mA的电流。 特性 双向设备 如果LED自行恢复或被替换,则自动重新安装 导通电压通常为1.1 V 关断状态电流小于1.0μA 需要UniqueSite和控制变更要求的汽车和其他应用的SZ前缀; AEC-Q101合格且PPAP能力 这些器件无铅且符合RoHS标准 应用 预防性维护不切实际的LED 汽车LED大灯 汽车LED应用 具有高可靠性要求的LED 开路条件下的撬棍保护 敏感电路的过压保护 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:48 39次 阅读
HBL5006 LED电子分流器

HBL1015 LED分流器

5 / 25系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当受到瞬态和浪涌条件时,LED是非常脆弱的。在许多情况下,LED照明的高可靠性必须保持,例如在前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等中。在这些情况下,HBL设备的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整个LED串将会熄灭。 HBL器件也适用于需要电路连续性的其他负载。这些设备可以使用140至500 mA的电流。 特性 双向设备 如果LED自行恢复或已更换,则自动重置 导通电压通常为1.8 V 关断状态电流小于0.5μA 这些是无铅设备 应用 预防性维护不切实际的LED LED大灯 具有高可靠性要求的LED 开路条件下的撬棒保护 敏感电路的过压保护 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:48 34次 阅读
HBL1015 LED分流器

HBL1025 LED分流器

信息 HBL1015 / 25系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当经受瞬态和浪涌条件时,LED非常脆弱。在许多情况下,必须保持LED照明的高可靠性,例如前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等。在这些情况下,HBL设备的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整个LED串将会熄灭。 HBL器件也适用于需要电路连续性的其他负载。设备可以使用140至500 mA的电流。 双向设备 如果LED自身恢复或更换,则自动重置 ON状态电压通常1.8 V 关断状态电流小于0.5μA 这些是无铅器件...
发表于 04-18 20:48 27次 阅读
HBL1025 LED分流器

LC75805PE LCD驱动器,1/1至1/4负载,带LED驱动器,通用

信息 LC75805PE是1/1至1/4占空比的通用LCD显示驱动器,LED驱动器通过控制器控制用于仪表板显示。此外,LC75805PE能够直接驱动多达48个LED和最多140个段的LCD,并具有内置的7ch PWM功能,用于LED的亮度调节。此外,由于内置振荡器电路,可以减少外部电阻和电容振荡。 静态驱动开关,1/2负载驱动,1/3负载驱动和1/4负载驱动器可通过串行数据控制。 静态驱动器(1/1负载驱动器):最多可驱动38段。 1/2负载驱动器:能够驱动 1/3 Duty Drive:最多可驱动108段。 1/4 Duty Drive:最多可驱动140段。 通用和段输出波形的帧频可以通过串行数据控制。 打开/关闭LED可以通过串行数据控制。 (最多可驱动48个LED) 内置7ch PWM功能,用于LED的亮度调节。 (128步的分辨率) LED驱动器输出波形的帧频可以通过串行数据控制。 串行数据输入支持与系统控制器的“计算机控制总线”格式通信。 (支持5 V操作) 备份功能和通过省电模式强制关闭所有段可由串行数据控制。 内部振荡器操作模式和外部开关时钟操作模式可以通过串行数据控制。 通用性很高,因为显示数据直接显示而无需解码器电路的干预。 INH引脚允许强制显示 内置振荡器...
发表于 04-18 20:26 88次 阅读
LC75805PE LCD驱动器,1/1至1/4负载,带LED驱动器,通用

LM3644 双 1.5A 电流源相机闪光灯 LED 驱动器

信息描述 LM3644 是一款双 LED 闪存驱动器,能够以较小的解决方案尺寸提供高度可调节性。LM3644 采用 2MHz 或 4MHz 固定频率同步升压转换器为 1.5A 恒流 LED 源供电。 两个 128 级电流源可灵活调整 LED1 与 LED2 之间的电流比,。自适应调节方法可确保电流源保持可调节状态,并且最大限度地提升效率。 LM3643 LM3644 的功能由兼容 I2C 的接口控制。这些 功能 包括:硬件闪光灯和硬件手电筒引脚(STROBE 和 TORCH/TEMP)、TX 中断和负温度系数 (NTC) 热敏电阻监视器。器件在每个输出引脚均提供了可独立编程的电流,以便在闪存模式或录像(手电筒)模式条件下驱动 LED。该器件的开关频率选项为 2MHz 或 4MHz,具备过压保护 (OVP) 和可调节限流功能,因此可采用微型超薄电感和 10μF 陶瓷电容。该器件的工作环境温度范围为 -40°C 至 +85°C。特性 两个可独立编程的 1.5A LED 电流源 准确的可编程 LED 电流范围为 1.4mA 到 1.5A 手电筒电流最高可达 360mA (LM3644TT) 闪光灯超时值最长可达 1.6 秒 (LM3644TT) 优化了低电池电量条件下的闪存 LED 电流(输入电压闪存监控器 (IVFM)) 手...
发表于 04-18 20:25 58次 阅读
LM3644 双 1.5A 电流源相机闪光灯 LED 驱动器

LM36010 LM36010同步升压LED闪光灯驱动器

信息描述The LM36010 is an ultra-small LED flash driver that provides a high level ofadjustability. With a total solution size of 7 mm2, it can produce up to1.5 A of LED flash current or up to 376 mA of torch current.The device utilizes a 2-MHz or 4-MHz fixed-frequency,synchronous boost converter to power the 1.5-A constant current LED source. An adaptive regulationmethod ensures the current source remains in regulation and maximizes efficiency as it controls thecurrent from 11 mA up to 1.5 A in flash mode or from 2.4 mA up to 376 mA in torch mode.Features of the LM36010 are controlled via an I2C-compatibleinterface. These features include: hardware flash (STROBE) and 128 programmable currents for bothflash and movie mode (torch). The 2-MHz or 4-MHz switching frequency, overvoltage protection (OVP),and adjustable current limit allow for the use of tiny, low-profile inductors and ceramiccapacitors. The device operates over a –40°C to ...
发表于 04-18 20:25 91次 阅读
LM36010 LM36010同步升压LED闪光灯驱动器

LM36011 LM36011同步升压LED闪光灯驱动器

信息描述LM36011 是一款超小型 LED 闪光灯驱动器,具有高度可调节性。总解决方案尺寸为 4mm2,可提供高达 1.5A 的 LED 闪光灯电流或高达 376mA 的手电筒电流。以上所有的操作均可通过精确的可编程电流源来完成,无需预调节电压,从而减小解决方案尺寸并节省成本。 LM36011 的功能由与 I2C 兼容的接口控制。这些 特性 包括:硬件闪光灯 (STROBE)、闪光灯超时、UVLO、热比例缩减、LED 故障检测以及适用于闪光灯和影片模式(手电筒)的 128 级可编程电流。该器件可在 -40°C 至 +85°C 的环境温度范围下工作。特性精确且可编程 LED 电流闪光灯/IR 电流范围:11mA 至 1.5A(128 个级别) 手电筒电流范围:2.4mA 至 376mA(128 个级别) 闪光灯超时时间长达 1.6 秒优化了低电池电量条件下的闪光灯 LED 电流 (IVFM) LED 阴极对地短路运行以提高热管理 较小的总体解决方案尺寸:< 4mm2 硬件闪光灯使能 (STROBE)输入电压范围:2.5V 至 5.5V400kHz I2C 兼容接口I2C 地址 = 0x64All trademarks are the property of their respective owners....
发表于 04-18 20:24 168次 阅读
LM36011 LM36011同步升压LED闪光灯驱动器

LM3648 LM3648 具有 1.5A 高侧电流源的同步升压 LED 闪存驱动器

信息描述 LM3648 是一款 LED 闪光灯驱动器,其采用小型解决方案尺寸,并且具备更强的适应能力。 LM3648 采用 2MHz 或 4MHz 固定频率的同步升压转换器为 1.5A LED 恒流源供电。 自适应调节方法确保电流源保持可调节状态,并且最大限度地提高效率。 LM3648 的功能通过 I2C 兼容接口进行控制。 其功能包括:硬件闪光灯和硬件手电筒引脚(STROBE 和 TORCH/TEMP)、TX 中断以及 NTC 热敏电阻监视器。 该器件在闪光灯模式下可提供 64 种电流,在摄像模式(手电筒)下可提供 128 种电流。而且还提供有 2MHz 或 4MHz 开关频率选项、过压保护 (OVP) 功能以及可调限流功能,允许使用微型、超薄的电感器和 (10μF) 陶瓷电容。 该器件的工作环境温度范围为 -40°C 至 85°C。特性 1.5A LED 电流源可编程性 精确的可编程 LED 电流范围为 1.954mA 至 1.5A 优化了低电池电压条件下的闪存 LED 电流(输入电压闪存监控器 (IVFM)) 在火炬模式 (@ 100mA) 和闪存模式(@1A 至 1.5A)下效率超过 85% 支持阴极接地 LED 操作,改进了热管理 小型解决方案尺寸:< 16mm2 硬件选通使能 (STROBE)射频功率放大器脉冲事...
发表于 04-18 20:24 97次 阅读
LM3648 LM3648 具有 1.5A 高侧电流源的同步升压 LED 闪存驱动器

TLC59582 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

信息描述The TLC59581/82are 48-channel constant-current sink drivers. Each channel has an individually-adjustable, 65536-step, pulse width modulation (PWM) grayscale (GS) brightness control.The TLC59581 can support 32-multiplexing while TLC59582 can support 16-multiplexing.The output channels are divided into three groups. Each group has a 512-step color brightness control (CC). CC adjusts brightness control between colors. The maximum current value of all 48 channels can be set by 8-step global brightness control (BC). BC adjusts brightness deviation between LED drivers. GS, CC and BC data are accessible through a serial interface port.See application note Build High Density, High Refresh Rate, Multiplexing LED Panel with TLC59581, SLVA744. The TLC59581/82 device has one error flag: the LED open detection (LOD), which can be read through a serial interface port. To resolve this caterpillar issue caused by an open L...
发表于 04-18 20:09 124次 阅读
TLC59582 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

TLC5958 具有 48k 位存储器的 48 通道、16 位 PWM LED 驱动器

信息描述TLC5958 是一款 48 通道恒流灌电流驱动器,适用于占空比为 1 至 32 的多路复用系统。 每个通道都具有单独可调的 65536 步长脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS)。采用 48K 位显示存储器以提升视觉刷新率,同时降低 GS 数据写入频率。输出通道分为三组,每组含 16 个通道。 各组都具有 512 步长颜色亮度控制 (CC) 功能。 全部 48 通道的最大电流值可通过 8 步长全局亮度控制 (BC) 功能设置。 CC 和 BC 可用于调节 LED 驱动器之间的亮度偏差。 可通过一个串行接口端口访问 GS、CC 和 BC 数据。如需应用手册:,请通过电子邮件发送请求。TLC5958 有一个错误标志:LED 开路检测 (LOD),可通过串行接口端口读取。 TLC5958 还具有节电模式,可在全部输出关闭后将总流耗设为 0.8mA(典型值)。特性 48 通道恒流灌电流输出具有最大亮度控制 (BC)/最大颜色亮度控制 (CC) 数据的灌电流: 5VCC 时为 25mA 3.3VCC 时为 20mA 全局亮度控制 (BC):3 位(8 步长) 每个颜色组的颜色亮度控制 (CC):9 位(512 步长),三组使用多路复用增强型光谱 (ES) PWM 进行灰度 (GS) 控制:16 位 支持 32 路多路复用的 48K 位灰度数据...
发表于 04-18 20:08 334次 阅读
TLC5958 具有 48k 位存储器的 48 通道、16 位 PWM LED 驱动器

TLC59116 16 通道 Fm+ I2C 总线恒流下沉式 LED 驱动器

信息描述The TLC59116 is an I2C bus controlled 16-channel LED driver that is optimized for red/green/blue/amber (RGBA) color mixing and backlight application. Each LED output has its own 8-bit resolution (256 steps) fixed-frequency individual PWM controller that operates at 97 kHz, with a duty cycle that is adjustable from 0% to 99.6%. The individual PWM controller allows each LED to be set to a specific brightness value. An additional 8-bit resolution (256 steps) group PWM controller has both a fixed frequency of 190 Hz and an adjustable frequency between 24 Hz to once every 10.73 seconds, with a duty cycle that is adjustable from 0% to 99.6%. The group PWM controller dims or blinks all LEDs with the same value. Each LED output can be off, on (no PWM control), or set at its individual PWM controller value at both individual and group PWM controller values. The TLC59116 operates with a supply voltage range of 3 V to 5....
发表于 04-18 20:08 138次 阅读
TLC59116 16 通道 Fm+ I2C 总线恒流下沉式 LED 驱动器

TLC59581 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

信息描述 TLC59581 是一款 48 通道恒定灌电流驱动器。每个通道都具有单独可调的 65536 步长脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS) 亮度控制。输出通道分为三组。各组都具有 512 步长颜色亮度控制 (CC) 功能。CC 可调节颜色之间的亮度。全部 48 通道的最大电流值可通过 8 步长全局亮度控制 (BC) 功能设置。BC 调节 LED 驱动器之间的亮度偏差。可通过一个串行接口端口访问 GS、CC 和 BC 数据。TLC59581 具有一个错误标志:LED 开路检测 (LOD)。该标志可通过串行接口端口读取。为解决开路 LED 引发的此类 caterpillar 问题,TLC59581 器件具有一个增强型电路。该电路可提供 caterpillar 效应消除、热关断 (TSD) 和 IREF 电阻短路保护 (ISP) 功能,以确保较高的系统稳定性。TLC59581 器件还具有节电模式,可在输出全部关闭后将总流耗降为 0.8mA(典型值)。TLC59581 器件是一款提升多路复用面板低灰度显示模式性能的良好解决方案。请参见应用笔记,SLVA744。特性 48 个恒定灌电流输出通道 具有最大亮度控制 (BC)/最大颜色亮度控制 (CC) 数据的灌电流:5 VCC 时为 25mA 3.3 VCC 时为 20mA 全局亮度控制 (BC):...
发表于 04-18 20:08 126次 阅读
TLC59581 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

TLC5951-DIE 具有 7 位点校正和 3 组 8 位全局亮度控制功能的 24 通道、12 位 PWM LED 驱动器

信息描述 TLC5951是一款 24 通道,恒定灌电流驱动器。 每个通道具有一个独立可调节,4096 步长,脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS) 亮度控制和 128 步长的恒定电流点校正 (DC)。 此点校正调节通道和其它 LED 驱动器之间的亮度偏差。 输出通道是被分成三组的 8 个通道。 每个通道组有一个 256 步长全局亮度控制 (BC) 功能和一个独立的灰度时钟输出。可通过一个串行接口访问 GS,DC 和 BC 数据。 通过一个专用串行端口可对 DC 和 BC 进行编程。TLC5951 有三个针对 LED 开路检测 (LOD),LED 短路检测 (LSD) 和热错误标志 (TEF) 的错误检测电路。 LOD 检测损坏或者断开的 LED,而 LSD 检测一个短接的 LED。 TEF 表示一个过热条件。特性 24 通道恒定灌电流输出 电流功能 使用 PWM 的可选灰度 (GS) 控制:12 位(4096 步长),10 位(1024 步长),8 位(256 步长)针对三色组的三个独立灰度时钟 点校正 (DC):7 位(128 步长) 针对每个颜色组的全局亮度控制 (BC):8 位(256 步长) 自动重复显示功能 针对 GS,BC 和 DC 数据的独立数据端口 每个数据端口间的通信路径 LED 电源电压 VCC=3.0V 至 5.5V...
发表于 04-18 20:08 88次 阅读
TLC5951-DIE 具有 7 位点校正和 3 组 8 位全局亮度控制功能的 24 通道、12 位 PWM LED 驱动器