LED의 어두운 비밀

소개

열 두 개 국 이상의 나라에서 백열전구를 금지하거나 앞으로 금지하도록 하는 법안을 제정한 상태이다. 청색 LED에 기반 한 발열이 없고 효율적인 백색 LED가 벽열전구라 부르는 낭비가 심한 작은 발열기를 대체하게 될 것인데, LED에는 치명적인 약점 DROOP 현상이라는 문제점을 가지고 있다. 이 문제는 아직도 해결되지 않았으며 이 분야의 전문가들조차 해석하지 못하는 LED의 비밀을 파헤쳐보자.

목차

제 1 장 서 론
1.1 LED 전구로의 변화가 필요한 이유
1.2 질화물 LED
1.2.1 질화물 LED의 소개
1.2.2 LED의 드룹 현상

제 2 장 본 론
2.1 LED의 구성
2.2 DROOP 현상에 관한 이론 소개
2.3 Auger recombination
2.4 Schubert`s Well

제 3 장 결 론

본문내용

1.2.2 LED의 Droop현상
이 현상은 쉽게 해명될 것 같지 않다. 연구자들이 질화물 LED에서 발생하는 Droop의 원인을 찾기 시작했을 때 처음으로 주목한 가능성은 열이었다. 그들은 열이 질화물 LED에서 Droop이 일어나는 원인이 될 수 있다는 사실을 알고 있었기 때문이다. 질화물 LED에서 열은 너무 많은 에너지를 전자와 홀에 전달하여 양자우물이 이들을 더 이상 가두지 못하게 한다. 전자와 홀의 일부는 재결합하는 대신 빠져나가 소자 내의 전기장에 의해 제거된다. 그러나 연구자들은 질화물 LED에 짧고 진동하는 전압을 기기에서 충분히 떨어뜨려 열이 발생하지 않도록 가한 상황에서도 Droop이 발생한다는 사실을 발견한 후 이 가능성을 폐기하게 되었다.
다른 이론은 일찍이 1996년 나카무라에 의해 제시되었다. 나카무라는 양자 우물의 구조로 모든 것이 설명될 수 있다고 주장했다. 나카무라와 동료들은 투과형전자현미경으로 LED를 관찰하여 양자우물 내에 그 물질이 일정치 않음을 암시하는 밝고 어두운 부분들이 있음을 발견하고는 놀랐다. 그 뒤 엑스레이 회절을 사용해 더 세밀하게 결정구조를 조사하여 양자우물이 인듐이 적은 구역(어두운) 옆에 인듐이 풍부한 클러스터(밝은)를 지니고 있음을 발견했다. 나카무라는 이 인듐 클러스터들에 결점이 없으므로 적어도 낮은 전류에서는 전자와 홀이 그 안에 잡혀 빛을 방사시킨다고 추측했다. 계속해서 나카무라 팀은 낮은 전류 하에서 LED의 높은 효율성은 결점이 없는 클러스터들에서 매우 높은 비율로 전자와 홀의 재결합이 일어나기 때문이라고 주장했다. 그러나 전류가 높아지면 이 클러스터 들은 포화상태가 되며 이에 부가되는 전하운반체들은 빛의 방사를 제거시키기에 충분한 밀도의 결점을 지닌 지역들로 넘쳐흐르게 된다. 이들 견해에 의하면 높은 전하에서의 클러스터 포화가 Droop현상을 설명해준다고 한다.

참고자료

· http://www.spectrum.ieee.org/semiconductors/optoelectronics/the-leds-dark-secret