Para superar a limitação do espectro estreito dos LEDs tradicionais baseados em AlGaN, este artigo projeta uma estrutura de região ativa e produz com sucesso um LED de espectro amplo baseado em AlGaN. Este estudo alcançou a ampliação do espectro equilibrando a emissão dos poços quânticos com a emissão de defeitos na camada p-AlGaN. Os experimentos mostram que poços quânticos com composição de alumínio crescente ao longo do eixo c podem formar uma barreira eficaz próxima ao lado p da região ativa. Esta barreira reduz os buracos injetados nos poços quânticos, enfraquece a recombinação radiativa na região ativa e bloqueia uma grande quantidade de buracos na camada tipo p, fortalecendo a emissão de defeitos com espectro mais amplo e ampliando o espectro geral de emissão. A introdução adicional de poços quânticos com alta composição de Al contribui limitadamente para a ampliação do espectro, funcionando principalmente como uma barreira alta que afeta a injeção e distribuição de portadores dentro dos poços quânticos múltiplos. Finalmente, os dispositivos com aumento gradual da composição de Al nos poços quânticos ao longo do eixo c e com poços quânticos únicos para cada composição apresentaram o melhor desempenho de espectro amplo, com largura total a meia altura do espectro eletroluminescente de aproximadamente 41,4 nm. Além disso, este estudo combinou o dispositivo com um combinador de feixe, demonstrando um sistema de fonte de luz ultravioleta que cobre a faixa de comprimento de onda de 260 nm a 400 nm, confirmando a eficácia na ampliação da faixa espectral e na redução da complexidade da integração do sistema. Esta pesquisa estabelece uma base sólida para o desenvolvimento de sistemas avançados de fontes de luz ultravioleta compactos e personalizáveis espectralmente, promovendo a aplicação prática de fontes ultravioleta de espectro amplo.

espectro amplo; fonte ultravioleta; AlGaN; LED; poços quânticos múltiplos