Advanced characterization and analyses of the mechanisms that limit the efficiency of UV LEDs

Nel corso del lavoro svolto per questa tesi, si è mirato ad analizzare in maniera dettagliata le principali proprietà elettriche e ottiche di dispositivi ad emissione luminosa (LED) nel range dell’ultravioletto (UV). Questo studio è stato effettuato sia su dispositivi commerciali che su dispositivi allo stato dell’arte, dove in entrambi i casi l’obiettivo era di individuare i meccanismi di degrado responsabili dei processi di invecchiamento. Una prima fase sperimentale è stata effettuata su LED UV allo stato dell’arte, con una lunghezza d’onda di emissione pari a 310 nm, per i quali alcuni campioni sono stati sottoposti ad irraggiamento mediante luce laser monocromatica a 320 nm per determinati periodi di tempo. Successivamente sono stati condotti test di vita accelerata, sia all’aumentare della corrente di funzionamento, sia a corrente costante, per evidenziare le variazioni nelle caratteristiche elettriche e ottiche per lunghi intervalli temporali. Infine, sono stati analizzati campioni di LED UV a 265 nm a scopi commerciali, al fine di individuare le problematiche nell’emissione luminosa mediante una caratterizzazione della loro luminescenza in funzione della lunghezza d’onda di emissione, al variare di un impulso elettrico. L’intero lavoro sperimentale è stato orientato allo studio dell’affidabilità dei LED UV, in particolare evidenziando le principali caratteristiche di efficienza e tempo di vita utile attraverso un’avanzata analisi dei meccanismi di degrado, e dei relativi fenomeni fisici ad essi collegati. Tutti i risultati sono stati ottenuti tramite esperimenti in ambienti termocontrollati e congruenti alla letteratura scientifica corrente, evidenziano la presenza di diversi meccanismi che limitano l’efficienza e l’affidabilità dei dispositivi sia ad alti che a bassi valori di iniezione di corrente.