2026年5月21日，《Advanced Functional Materials》在线刊发了武汉光电国家研究中心戴江南教授团队题为“具有21%创纪录电光转换效率的大功率III族氮化物深紫外光发射器（High-Power III-Nitride Deep-Ultraviolet Light Emitters with Record 21% Wall-Plug Efficiency）”的论文。论文致谢中特别感谢了华中科技大学先进微纳加工中心在器件制备与表征方面提供的关键支持。
以AlGaN基深紫外发光二极管（LED）和激光二极管（LD）为代表的III族氮化物光发射器是先进制造、秘密通信和公共安全中唯一可实用的新一代固态深紫外光源，也是替代传统汞灯、落实《水俣公约》战略的核心技术。由于电泵浦深紫外LD仍处于早期发展阶段，深紫外LED因其更高的技术成熟度和优越的实用性而引起了更多的关注。然而，为了使其在实际应用中成为有毒汞灯的可行替代品，通常需要至少20%的电光转换效率（WPE），同时还需要较高的单芯片输出功率。因此，迫切需要一种新的设计策略来进一步提高大功率深紫外LED芯片在大电流注入下的效率。
该工作开发了一种创新的协同光子重定向策略（cooperative photon-redirection strategy），以提高大功率深紫外LED的光电性能。首先，首次在芯片背面原位生长并优化了纳米多孔AlN（NP-AlN）薄膜，以增强光子散射。同时，创新设计了一种新型台面结构，该结构集成了全向反射器（ODR）和双面图案化蓝宝石衬底（PSS）。结果表明，NP-AlN和PSS的协同散射效应进一步扩展了芯片内的光传播路径。此外，新型台面结构可以增加深紫外光子的有效反射面积，并显著增强蓝宝石侧面的光提取。得益于外延层的高晶体质量和光提取效率的显著提高，深紫外LED在70 mA的注入电流下实现了21.2%的超高WPE。该结果是迄今为止深紫外光发射器报告的最高值，也代表了深紫外LED的WPE首次突破20%。
华中科技大学戴江南教授领衔的氮化物超宽禁带半导体材料与芯片团队长期致力于超宽禁带半导体深紫外固态光源器件研究，在氮化物外延材料生长、紫外芯片制备、器件封装集成、模块应用等方面积累了丰富的研究成果，相关技术打破国外技术垄断，推动我国半导体深紫外光源技术从“跟跑”到“领跑”的跨越。团队最新深紫外发光研究成果入选ESI热点论文（Laser Photonics Rev. 2025, 19(8), 2401926; IEEE Electron Device Lett. 2025, 46(11), 2002-2005）、ESI高被引论文（Laser Photonics Rev. 2025, 19(8), 2401926），同时荣获2025年度中国电子学会科技进步奖一等奖、2025年度中国第三代半导体技术十大进展等。
作为华中科技大学重要的公共科研平台，先进微纳加工中心长期面向全校乃至全国的科研团队开放服务，致力于为微纳加工、光电器件制备等领域的研究提供高质量的技术支持与保障。未来，中心将继续优化服务流程、提升技术水平，为更多高水平科研成果的产出贡献力量。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.75969
