DE102019104594A1

DE102019104594A1 - Strahlungsemittierendes optoelektronisches bauelement, verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen bauelements und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen bauelements

Info

Publication number: DE102019104594A1
Application number: DE102019104594.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Meyer; Sonja Tragl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-08-27
Also published as: WO2020169601A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1), das einen Halbleiterchip (2) umfasst, der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert. Weiterhin umfasst das strahlungsemittierende optoelektronischen Bauelement (1) ein Konversionselement (3) umfassend ein Konversionsmaterial, das EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y. Das Konversionselement (3) ist dabei dazu eingerichtet, die im Betrieb des Bauelements (1) von dem Halbleiterchip (2) emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich ≥ 1050 nm und eine Emissionsbreite ≥ 100 nm umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, eine Verwendung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements in einem Spektrometer und ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements.
Es ist unter anderem eine Aufgabe, ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement anzugeben, das eine breitbandige Emission im nahen Infrarotbereich zeigt. Weitere Aufgaben sind die Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements sowie ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit verbesserten Eigenschaften.
Diese Aufgaben werden durch ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, durch eine Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements in einem Spektrometer und durch ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements, der Verwendung und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wird ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement angegeben. Bei einem strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement handelt sich um ein Bauelement, das im Betrieb elektromagnetische Strahlung emittiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement um eine Leuchtdiode (LED).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements umfasst dieses einen Halbleiterchip, der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert. Der Halbleiterchip kann eine aktive Schichtenfolge umfassen, die einen aktiven Bereich enthält, der im Betrieb des Bauelements die Primärstrahlung erzeugen kann. Die Primärstrahlung, die im Halbleiterchip erzeugt wird, kann durch eine Strahlungsaustrittsfläche emittiert werden. Die emittierte Primärstrahlung kann einen Strahlengang bilden. Unter der Primärstrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die insbesondere Wellenlängen im sichtbaren Bereich umfassen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement ein Konversionselement. Das Konversionselement kann insbesondere im Strahlengang der Primärstrahlung angeordnet sein. Das Konversionselement ist insbesondere dazu eingerichtet, die im Betrieb des Bauelements von dem Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren.
Unter „Konversion einer Wellenlänge“ bzw. „Wellenlängenkonversion“ wird vorliegend insbesondere die Umwandlung von abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines anderen, bevorzugt längerwelligen, zweiten Wellenlängenbereichs verstanden. Insbesondere wird bei der Wellenlängenkonversion elektromagnetische Strahlung eines abgestrahlten ersten Wellenlängenbereich durch das wellenlängenkonvertierende Element absorbiert, durch elektronische Vorgänge auf atomarer und/oder molekularer Ebene in elektromagnetische Strahlung eines anderen, zweiten Wellenlängenbereich umgewandelt und wieder ausgesendet. Insbesondere ist reine Streuung oder reine Absorption von elektromagnetischer Strahlung vorliegend nicht mit dem Begriff „Wellenlängenkonversion“ gemeint. Die abgestrahlte elektromagnetische Strahlung kann somit die Primärstrahlung, die konvertierte Strahlung die Sekundärstrahlung sein. Primär- und Sekundärstrahlung weisen somit zumindest teilweise voneinander unterschiedliche Wellenlängenbereiche auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionselement des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements ein Konversionsmaterial. Das Konversionsmaterial umfasst gemäß einer Ausführungsform die Verbindung EA_xD_yO_z und Ni-Ionen, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y. Insbesondere kann das Konversionsmaterial aus EA_xD_yO_z und Ni-Ionen bestehen. Die Verbindung EA_xD_yO_z ist ein Grundmaterial, in das Fremdatome wie die Ni-Ionen eingebracht werden können. Ein solches Grundmaterial wird auch als Wirtsgitter bezeichnet. Dabei können insbesondere einige der Metallionen des EA_xD_yO_z durch Ni-Ionen ersetzt sein.
Hier und im Folgenden werden Verbindungen anhand von Summenformeln beschrieben. Es ist bei den angegebenen Summenformeln möglich, dass die Verbindungen weitere Elemente etwa in Form von Verunreinigungen aufweisen, wobei diese Verunreinigungen zusammengenommen bevorzugt höchstens einen Gewichtsanteil an den Verbindungen von höchstens 1 Promille oder 100 ppm (parts per million) oder 10 ppm aufweisen sollten. Gemäß dieser Beschreibungen weisen die Verbindungen nur Sauerstoff als Anion auf. Dabei ist aber nicht ausgeschlossen, dass weitere, auch anionische Elemente in Form von Verunreinigungen vorhanden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich ≥ 1050 nm. Der emittierte Wellenlängenbereich der Sekundärstrahlung liegt damit im Bereich der nahen Infrarotstrahlung. Insbesondere liegt der emittierte Wellenlängenbereich im Bereich der IR-A- und der IR-B-Strahlung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert das Konversionsmaterial keine Sekundärstrahlung im Wellenlängenbereich < 1000 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Sekundärstrahlung eine Emissionsbreite ≥ 100 nm auf. Unter Emissionsbreite sei hier und im Folgenden der Wellenlängenbereich verstanden, den die Sekundärstrahlung mit einer relativen Intensität von mindestens 20 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung abdeckt. Mit anderen Worten weist die Emission in diesem Bereich eine Intensität auf, die mindestens 20 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung entspricht. Die Emissionsbreite, die sich aus der relativen Intensität von mindestens 20 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung ergibt, ist dabei nicht unbedingt gleichbedeutend mit der insgesamt detektierbaren Intensität der Sekundärstrahlung. Der Wellenlängenbereich, in dem eine Sekundärstrahlung detektierbar ist, kann deutlich größer sein als der über die Emissionsbreite beschriebene Wellenlängenbereich.
Die Intensität der emittierten Sekundärstrahlung ist abhängig davon, wie gut die Primärstrahlung absorbiert werden kann. Wie gut die Primärstrahlung absorbiert werden kann, hängt von der abgestrahlten Wellenlänge der Primärstrahlung ab. Je besser die abgestrahlte Primärstrahlung vom Konversionsmaterial absorbiert wird, desto intensiver ist die emittierte Sekundärstrahlung. Das bedeutet insbesondere, dass keine Emission beobachtet wird, wenn die Wellenlänge der Primärstrahlung nicht im Absorptionsbereich des Konversionsmaterials liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement einen Halbleiterchip, der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert, und ein Konversionselement, das ein Konversionsmaterial umfasst, das EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y, wobei das Konversionselement dazu eingerichtet ist, die im Betrieb des Bauelements von dem Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich ≥ 1050 nm und eine Emissionsbreite ≥ 100 nm umfasst.
Ein solches strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement kann ein breites gleichmäßiges Emissionsspektrum im nahen Infrarotbereich erzeugen und dadurch insbesondere in der Infrarot-Spektroskopie eingesetzt werden.
Infrarot-Spektroskopie wird beispielsweise für die Analyse von Materialien verwendet. Bei der Analyse einer einzelnen Verbindung werden bislang beispielsweise Laserdioden als Infrarot-Lichtquellen verwendet, deren Emissionswellenlänge auf eine bestimmte Absorptionsbande der zu untersuchenden Verbindung, beispielsweise H₂O, CO₂ oder leichtflüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs), eingestellt wird. Diese Methode eignet sich jedoch nur bei der Untersuchung bekannter Verbindungen. Für die Analyse unbekannter Verbindungen oder Mischungen, wird ein breites Emissionsspektrum einer Lichtquelle benötigt, um Molekülschwingungen über einen möglichst großen Wellenlängenbereich detektieren zu können. Dazu werden bislang Halbleiter-IR-LEDs verwendet. Da die Emissionsbreite von Halbleiter-IR-LEDs schmal ist (< 50 nm), werden mehrere fein abgestimmte Halbleiter-IR-LEDs benötigt, um ein breites Emissionsspektrum zu erhalten. Daraus ergeben sich verschiedene Probleme, beispielsweise bei der Bestromung und Wärmeentwicklung. Zusätzlich existieren im Wellenlängenbereich > 1050 nm nur wenige Halbleiter-IR-LED-Chiplösungen, wodurch eine Abdeckung des gesamten Detektionsbereichs von beispielsweise einem InGaAs-Detektor (ungefähr 1050 - 1700 nm) schwierig ist.
Das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement ist im Vergleich dazu weniger komplex, kompakter, deutlich kostengünstiger und demnach vorteilhaft für eine spektroskopische Anwendung. Zudem zeichnet sich das erfindungsgemäße Konversionsmaterial durch eine geringe Toxizität und eine leichte Handhabung, beispielsweise die möglichen Lagerung und Verarbeitung an Luft, aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionsmaterial EA_xD_yO_z und Ni-Ionen, wobei EA = Mg, Ca, Sr, Ba und/oder Zn, und D = V, Nb, Ta, Sb und/oder Bi ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y. Insbesondere kann das Konversionsmaterial gemäß einer Ausführungsform das Magnesiumniobat Mg₄Nb₂O₉ und Ni-Ionen umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement eine große Emissionsbreite der Sekundärstrahlung auf. Dabei liegt die Emissionsbreite bei ≥ 100 nm bei einer Intensität von 20 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung. Insbesondere umfasst die Sekundärstrahlung eine Emissionsbreite ≥ 300 nm. Die große Emissionsbreite der Sekundärstrahlung führt zu einer guten Abdeckung des gewünschten Wellenlängenbereichs und ist daher insbesondere geeignet für die Anwendung in einem Infrarot-Spektrometer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Sekundärstrahlung einen Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm. Insbesondere weist die Sekundärstrahlung einen Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließen 1650 nm auf. Damit deckt die Sekundärstrahlung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements sowohl einen Teil des IR-A- als auch einen Teil des IR-B-Bereichs ab. Insbesondere deckt die Sekundärstrahlung damit den Detektionsbereich oder einen Teil des Detektionsbereichs verschiedener Infrarotdetektoren, beispielsweise von Fotodioden, InGaAs-Detektoren, Ge-Detektoren oder PbS-Detektoren, ab.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements ist die Sekundärstrahlung im gesamten Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, detektierbar. „Detektierbar“ bedeutet hierbei, dass ein dem strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement nachgeordneter Detektor eine vom strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement emittierte Sekundärstrahlung detektieren kann. Die relative Intensität, also der Anteil der maximalen Intensität, der detektierbar ist, ist demnach abhängig von der Empfindlichkeit des verwendeten Detektors im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm. Je empfindlicher der verwendete Detektor in diesem Wellenlängenbereich ist, desto geringere relative Intensitäten können detektiert werden. Beispielsweise liegt die detektierbare Intensität der emittierten Sekundärstrahlung bei ≥ 10 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung. Insbesondere ist die detektierbare Intensität der emittierten Sekundärstrahlung ≥ 5 % der maximalen Intensität der Sekundärstrahlung.
Dass emittierte Sekundärstrahlung im gesamten Wellenlängenbereich von einschließlich 1150 nm bis einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, detektierbar ist, bedeutet, dass jede Wellenlänge zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, eine Intensität von beispielsweise ≥ 5 % der maximalen Intensität aufweist. Dabei muss die Intensität der einzelnen Wellenlängen nicht gleich sein, sondern die Intensitäten der einzelnen Wellenlängen können sich voneinander unterscheiden.
Insbesondere kann sich über den Wellenlängenbereich ein peakförmiges Profil ergeben.
Die Detektierbarkeit der Sekundärstrahlung über den gesamten Wellenlängenbereich von einschließlich 1150 nm bis einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, ist unabhängig von der Wellenlänge der abgestrahlten Primärstrahlung. Eine Voraussetzung für eine Detektierbarkeit der Sekundärstrahlung über den gesamten Wellenlängenbereich ist jedoch, dass das Konversionsmaterial die abgestrahlte Wellenlänge der Primärstrahlung absorbiert.
Die emittierte Sekundärstrahlung kann eine Peakwellenlänge aufweisen, die innerhalb des Wellenlängenbereichs von einschließlich 1150 nm bis einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, liegen kann. Insbesondere kann die Peakwellenlänge der emittierten Sekundärstrahlung in der Mitte des Wellenlängenbereichs von 1150 nm bis 1700 nm, insbesondere 1650 nm, angeordnet sein. In der Mitte bezeichnet dabei nicht zwingend das exakte arithmetische Mittel des Wellenlängenbereichs von 1150 nm bis 1700 nm von 1425 nm. Vielmehr kann die Peakwellenlänge der emittierten Sekundärstrahlung, beispielsweise bei Anregung mit rotem Licht als Primärstrahlung, zwischen einschließlich 1250 nm und einschließlich 1400 nm liegen, insbesondere kann sie sich bei ungefähr 1320 ± 20 nm befinden. Aufgrund der Emissionsbreite kann die emittierte Sekundärstrahlung auch einen Peakwellenlängenbereich aufweisen. Das bedeutet, dass über einen Bereich von Wellenlängen eine Intensität von 80 % bis 100 % der maximalen Intensität emittiert wird. Dieser Bereich umfasst beispielsweise mindestens 50 nm. Insbesondere kann dieser Bereich mindestens 100 nm umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionsmaterial Ni²⁺-Ionen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionsmaterial demnach mit Ni²⁺-Ionen dotiertes EA_xD_yO_z. Beispielsweise umfasst das Konversionsmaterial das mit Ni²⁺-Ionen dotierte Magnesiumniobat Mg₄Nb₂O₉.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Konversionsmaterial einen Anteil an Ni-Ionen im Konversionsmaterial von einschließlich 0,01 Mol% bis einschließlich 10 Mol% eines Metalls des Konversionsmaterials auf. Beispielsweise kann ein EA_xD_yO_z-Wirtsgitter einen Anteil an Ni-Ionen von 1 Mol% aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Konversionsmaterial Partikel auf, die eine Größe aus dem Bereich zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 50 µm, bevorzugt zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 30 µm, aufweisen. Dann ist das Konversionsmaterial als Pulver ausgeformt. Das Pulver weist Partikel auf, die das Konversionsmaterial enthalten oder daraus bestehen, oder besteht aus den Partikeln. Die Partikel können diskret und gut definiert sein. Diskret bedeutet, dass jeder Partikel eine endliche Größe besitzt und von allen anderen Partikeln unterscheidbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Konversionselement als Verguss ausgeformt. Dabei umhüllt das Konversionselement den Halbleiterchip. Insbesondere grenzen das Konversionselement und der Halbleiterchip dabei direkt aneinander und sind in mechanischem Kontakt. Des Weiteren kann der Verguss an den Seitenwänden beispielsweise durch ein Gehäuse stabilisiert werden. Der Halbleiterchip und das als Verguss ausgeformte Konversionselement können sich dann beispielsweise in einer Ausnehmung eines solchen Gehäuses befinden.
Gemäß einer weiteren, alternativen Ausführungsform kann das Konversionselement als Konversionsschicht auf dem Halbleiterchip angeordnet sein, wobei ein direkter Kontakt zwischen Konversionselement und Halbleiterchip vorhanden sein kann. Die Dicke der Konversionsschicht ist beispielsweise kleiner als die Dicke des Halbleiterchips. Das Aufbringen der Konversionsschicht kann direkt auf den Halbleiterchip, beispielsweise über Sprayverfahren, erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Konversionselement als eigenständiges Bauteil ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Konversionselement vor dem Einbringen in das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement ausgeformt worden sein. Insbesondere kann das Konversionselement als Platte oder Folie ausgebildet und über dem Halbleiterchip angeordnet sein. Dabei kann das Konversionselement direkt oder indirekt auf dem Halbleiterchip angeordnet sein. Bei einer direkten Anordnung besteht ein direkter mechanischer Kontakt zwischen Konversionselement und Halbleiterchip, bei einer indirekten Anordnung kann zwischen dem Konversionselement und dem Halbleiterchip ein Abstand vorhanden sein. Beispielsweise kann dieser Abstand mit Luft oder dem das Bauelement umgebende Medium gefüllt sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine indirekte Anordnung auch bedeuten, dass weitere Schichten und/oder Bauteile zwischen dem Konversionselement und dem Halbleiterchip angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Halbleiterchip und das Konversionselement von einem Verguss umgeben. Insbesondere umhüllt der Verguss den Halbleiterchip und das Konversionselement. Insbesondere grenzen der Halbleiterchip und das Konversionselement dabei direkt an den Verguss und sind in mechanischem Kontakt mit dem Verguss. Ein Verguss kann die Stabilität des strahlungsemittierenden optoelektronischen Baudelements erhöhen und kann den Halbleiterchip und das Konversionselement vor Umwelteinflüssen schützen. Des Weiteren kann der Verguss an den Seitenwänden beispielsweise durch ein Gehäuse stabilisiert werden. Der Halbleiterchip, das Konversionselement und der Verguss können sich dann beispielsweise in einer Ausnehmung eines solchen Gehäuses befinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Konversionselement die Ausnehmung des Gehäuses, in der sich der Halbleiterchip befindet, teilweise oder vollständig abdecken. Das Konversionselement kann dann eine separat hergestellte Platte oder Folie sein. Zusätzlich kann die Ausnehmung mit einem Verguss gefüllt sein, der den Halbleiterchip umhüllt. Der Verguss kann auch einen einseitigen direkten mechanischen Kontakt mit dem Konversionselement aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionselement ein Konversionsmaterial und ein Matrixmaterial oder besteht aus einem Konversionsmaterial und einem Matrixmaterial. Das Konversionsmaterial kann, zum Beispiel, in das Matrixmaterial eingebracht oder in dem Matrixmaterial eingebettet sein. Die Verteilung des Konversionsmaterials im Matrixmaterial kann gleichmäßig, also homogen, oder ungleichmäßig, also inhomogen, sein. Beispielsweise kann das Konversionsmaterial im Matrixmaterial einen Gradienten aufweisen. Das Matrixmaterial kann beispielsweise Silikon, Polysiloxan, Epoxidharz oder Glas umfassen oder aus Silikon, Polysiloxan, Epoxidharz oder Glas bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann das Konversionselement aus dem Konversionsmaterial bestehen. Das Konversionselement ist dann frei von einem Matrixmaterial. Das Konversionselement kann dann eine aus dem Konversionsmaterial gebildete Keramik sein. Bei der Ausführungsform des Konversionselements als Platte handelt es sich beispielsweise um eine Platte bestehend aus einer aus dem Konversionsmaterial gebildeten Keramik. Bevorzugt weist die aus dem Konversionsmaterial gebildete Keramik eine niedrige Porosität auf. Damit kann unerwünschte Lichtstreuung verhindert oder nahezu verhindert werden und es erfolgt eine gute Wärmeabfuhr.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erzeugt der Halbleiterchip eine Primärstrahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Insbesondere erzeugt der Halbleiterchip eine Primärstrahlung im blauen oder roten Wellenlängenbereich. Beispielsweise liegt die ausgesendete Primärstrahlung im roten Wellenlängenbereich, zum Beispiel zwischen einschließlich 630 und einschließlich 700 nm. Die Primärstrahlung kann vom Konversionsmaterial absorbiert werden und zur Emission von Sekundärstrahlung führen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform absorbiert das Konversionsmaterial Primärstrahlung im blauen und/oder roten Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann das Konversionsmaterial Primärstrahlung im blauen Wellenlängenbereich absorbieren, zum Beispiel zwischen einschließlich 390 nm und einschließlich 500 nm. Beispielsweise kann das Konversionsmaterial Primärstrahlung im roten Wellenlängenbereich absorbieren, zum Beispiel zwischen einschließlich 600 nm und einschließlich 700 nm. Dabei muss die Wellenlänge der Primärstrahlung nicht notwendigerweise einen Einfluss auf den Wellenlängenbereich der Sekundärstrahlung haben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform konvertiert das Konversionsmaterial die absorbierte Primärstrahlung nicht vollständig in Sekundärstrahlung. Nicht vollständig bedeutet, dass ein Teil der emittierten Primärstrahlung nicht vom Konversionselement absorbiert wird, sondern transmittiert oder reflektiert werden kann. Ein transmittierter oder reflektierter Anteil der Primärstrahlung liegt insbesondere im sichtbaren Bereich. Der transmittierte Anteil der Primärstrahlung kann als optischer Messpunkt verwendet werden, um den Strahlengang der von dem lichtemittierenden optoelektronischen Bauelement emittierten Sekundärstrahlung auszurichten und zu überprüfen.
Es wird weiterhin die Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements gemäß den obigen Ausführungsformen in einem Spektrometer angegeben. Alle in Bezug auf das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement offenbarten Merkmale gelten somit auch für die Verwendung und umgekehrt.
Das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement zur Verwendung in einem Spektrometer umfasst einen Halbleiterchip und ein Konversionselement und zeigt eine breitbandige Emission mit einer Wellenlänge der Sekundärstrahlung im Bereich ≥ 1050 nm und einer Emissionsbreite von ≥ 100 nm. Das Konversionselement kann eines der hier beschriebenen Konversionsmaterialien, beispielsweise Mg₄Nb₄O₉ und Ni-Ionen als Konversionsmaterial, umfassen.
Aufgrund der großen Emissionsbreite des Konversionsmaterials genügt ein einziges strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, das das Konversionselement aufweist, um die notwendige breitbandige Emission im IR-Bereich zu erhalten. Ein solches kompaktes Design führt zu einem geringen Platzbedarf und erlaubt somit auch den Einsatz in miniaturisierten Geräten. Handelt es sich bei dem Bauelement beispielsweise um eine LED, weist diese auch eine längere Lebensdauer, eine geringere Wärmeentwicklung und einen verminderten Drift der Emission auf als konventionelle Lösungen, wie beispielsweise Wolfram-Halogenlampen. Zudem können LEDs gepulst betrieben werden, was für bestimmte Anwendungen ebenfalls wünschenswert sein kann und zu einer geringeren Wärmeentwicklung beiträgt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Spektrometer einen InGaAs-Detektor, einen Ge-Detektor, einen PbS-Detektor und/oder eine Fotodiode als Detektor auf. Indiumgalliumarsenid (InGaAs) ist ein Halbleiter und zählt zu den III-V-Verbindungshalbleitern. InGaAs-Detektoren haben einen Detektionsbereich von ungefähr 1050 nm bis 1700 nm. Ge-Detektoren sind Infrarot-Detektoren auf Basis von Germanium und haben einen Detektionsbereich von ungefähr 800 nm bis 1600 nm. PbS-Detektoren sind Halbleiterdetektoren aus Bleisulfid mit einem Detektionsbereich von ungefähr 1000 nm bis 2750 nm. Fotodioden für den Infrarotbereich haben beispielsweise einen Detektionsbereich von ungefähr 1000 nm bis 2750 nm. Zumindest ein Großteil der Detektionsbereiche dieser Detektoren kann demnach von dem strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement gemäß den obigen Ausführungsformen abgedeckt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement in einem Spektrometer zur Detektion von Schwingungen im Bereich von einschließlich 1150 nm bis einschließlich 1700 nm, insbesondere 1650 nm, verwendet werden. Beispielsweise können damit die Wasserschwingungen um 1200 nm und um 1450 nm detektiert werden. Beispielsweise können auch die Melaminschwingungen um 1200 nm und im Bereich von 1400 nm bis 1550 nm detektiert werden.
Zum Beispiel kann mit der Verwendung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements in einem Spektrometer Melamin in Milchpulver nachgewiesen werden. Somit eignet sich die Verwendung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements in einem Spektrometer auch für die Analyse von Mischungen. Insbesondere können mehrere Schwingungen der zu analysierenden Verbindungen im untersuchten Wellenlängenbereich gleichzeitig angeregt werden. Dies ist ein deutlicher Vorteil gegenüber beispielsweise der Verwendung einer Laserdiode, deren Emissionswellenlänge auf eine bestimmte Absorptionsbande einer zu untersuchenden Verbindung eingestellt wird, was die spektroskopische Untersuchung auf die Analyse einer einzelnen Verbindung, insbesondere einer einzelnen Absorptionsbande einer einzelnen Verbindung, beschränkt.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements angegeben. Vorzugsweise wird mit dem hier beschriebenen Verfahren das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement gemäß den oben genannten Ausführungsformen erzeugt. Es gelten insbesondere alle für das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement gemachten Ausführungen auch für das Verfahren und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Halbleiterchips, der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert. Der Halbleiterchip kann dabei eine aktive Schichtenfolge mit einem aktiven Bereich und einer Strahlungsaustrittsfläche aufweisen. Insbesondere ist der Halbleiterchip dazu eingerichtet, im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich zu erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Herstellen eines Konversionselements umfassend ein Konversionsmaterial, das EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y. Bei der Herstellung des Konversionselements wird somit das Konversionsmaterial hergestellt. Beispielsweise kann ein Konversionsmaterial hergestellt werden, das Mg₄Nb₂O₉ und Ni-Ionen umfasst. Die Herstellung des Konversionsmaterials umfasst die Schritte des Mischens der Edukte und des Kalzinierens der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur zwischen 700 °C und 1500 °C, bevorzugt zwischen 1200 °C und 1400 °C, besonders bevorzugt zwischen 1250 °C und 1350 °C für ein bis zehn, bevorzugt ein bis fünf, beispielsweise vier Stunden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Konversionsmaterial zur Herstellung des Konversionselements in eine Matrix eingebettet werden. Das Matrixmaterial kann beispielsweise Silikon, Polysiloxan, Epoxidharz oder Glas umfassen oder daraus bestehen. Alternativ kann das Konversionsmaterial frei von einer Matrix das Konversionselement ausbilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Aufbringen des Konversionselements auf dem Halbleiterchip, wobei das Konversionselement dazu eingerichtet ist, die im Betrieb des Bauelements von dem Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich ≥ 1050 nm und eine Emissionsbreite ≥ 100 nm umfasst.
Das Konversionselement kann als Verguss oder als Schicht oder als Platte oder als Folie ausgebildet sein. Eine Ausführung des Konversionselements als Verguss oder als Schicht über dem Halbleiterchip kann insbesondere zum direkten mechanischen Kontakt des Konversionselements und des Halbleiterchips führen. Bei einer Ausführung des Konversionselements als Platte oder als Folie über dem Halbleiterchip kann das Konversionselement direkt auf dem Halbleiterchip, also mit direktem mechanischen Kontakt, oder mit einem Abstand, also ohne direkten mechanischen Kontakt, angeordnet sein.
Die hier beschriebenen Verfahrensschritte des Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements sind nicht auf diese Reihenfolge festgelegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform finden sie allerdings in dieser Reihenfolge statt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement, der Verwendung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement und dem Verfahren zur Herstellung des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt ein Absorptionsspektrum des Konversionsmaterials gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt ein Röntgenpulverdiffraktogramm (PXRD) des Konversionsmaterials gemäß einer Ausführungsform.
Die 4 und 5 zeigen Emissionsspektren des Konversionsmaterials gemäß einer Ausführungsform.

6 zeigt ein Rasterelektronenmikroskop-(REM)-Aufnahme des Konversionsmaterials gemäß einer Ausführungsform.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 weist einen Halbleiterchip 2 auf, der im Betrieb des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements 1 eine Primärstrahlung emittiert. Der Halbleiterchip 2 ist mittels eines ersten elektrischen Kontakts 4 und eines zweiten elektrischen Kontakts 5 und dem Bonddraht 7 kontaktiert. Der Halbleiterchip 2 umfasst eine aktive Schichtenfolge und einen aktiven Bereich (hier nicht explizit gezeigt), der zur Erzeugung der Primärstrahlung dient. Bei der Primärstrahlung handelt es sich um elektromagnetische Strahlung. Bevorzugt handelt es sich bei der Primärstrahlung um elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich, beispielsweise im blauen und/oder roten Bereich. Die Primärstrahlung wird durch die Strahlungsaustrittsfläche 6 ausgesendet. Es wird dabei ein Strahlengang erzeugt.
Im Strahlengang der vom Halbleiterchip 2 ausgesendeten Primärstrahlung ist ein Konversionselement 3 angeordnet. Das Konversionselement 3 ist dazu eingerichtet, die darauf auftreffende Primärstrahlung zu absorbieren und zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren. Insbesondere weist die Sekundärstrahlung eine längere Wellenlänge auf als die absorbierte Primärstrahlung.
Das Konversionselement 3 umfasst oder besteht aus einem Konversionsmaterial. Das Konversionsmaterial umfasst oder besteht aus der Verbindung EA_xD_yO_z, die mit Ni-Ionen, insbesondere Ni²⁺-Ionen, dotiert ist. EA ist ein zweiwertiges Metallion, beispielsweise Mg, Ca, Sr, Ba und/oder Zn, D ist ein fünfwertiges Metallion, beispielsweise V, Nb, Ta, Sb und/oder Bi und x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y. Beispielsweise umfasst das Konversionsmaterial das mit Ni-Ionen dotierte Magnesiumniobat Mg₄Nb₂O₉ oder besteht daraus. Das Konversionselement 3 kann eine Matrix umfassen. Das Konversionsmaterial ist dann im Konversionselement 3 von einer Matrix umgeben. Das Matrixmaterial ist beispielsweise ein Silikon, ein Polysiloxan, ein Epoxidharz oder Glas. Alternativ kann das Konversionselement 3 auch frei von einer Matrix sein. In diesem Fall kann das Konversionselement 3 aus dem Konversionsmaterial bestehen. Das Konversionselement 3 ist insbesondere dazu eingerichtet, die Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich ≥ 1050 nm und einer Emissionsbreite ≥ 100 nm zu konvertieren.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Halbleiterchip 2, das Konversionselement 3 sowie der erste elektrische Kontakt 4 und der zweite elektrische Kontakt 5 in einer Ausnehmung eines Gehäuses 9 eingebettet. Zur besseren Stabilisierung und zum Schutz des Halbleiterchips 2 und des Konversionselements 3 kann die Ausnehmung des Gehäuses 9 mit einem Verguss 8 gefüllt sein. Insbesondere ist die Ausnehmung vollständig mit dem Verguss 8 gefüllt und der Halbleiterchip 2 und das Konversionselement 3 sind vollständig vom Verguss 8 umhüllt.
Das Konversionselement 3 kann wie im Ausführungsbeispiel in 1 gezeigt direkt auf dem Halbleiterchip 2 angeordnet sein. Direkt bedeutet dabei, dass ein mechanischer Kontakt zwischen dem Konversionselement 3 und dem Halbleiterchip 2 besteht. Insbesondere bildet dabei die Strahlungsaustrittsfläche 6 die gemeinsame Fläche zwischen Konversionselement 3 und dem Halbleiterchip 2. In anderen Worten besteht dann ein direkter Kontakt zwischen der Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 2 und dem Konversionselement 3. Dabei kann das Konversionselement 3 beispielsweise als Konversionsschicht, als Platte oder als Folie auf dem Halbleiterchip 2 angeordnet sein. Bei einer alternativen Ausführungsform mit einer direkten Anordnung des Konversionselements 3 auf dem Halbleiterchip 2 ist das Konversionselement 3 als Verguss ausgeführt (hier nicht gezeigt).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Konversionselement 3 mit einem Abstand zum Halbleiterchip 2 angeordnet sein (hier nicht gezeigt). Insbesondere ist das Konversionselement 3 dann als Platte oder Folie ausgeformt. Der Abstand zwischen dem Konversionselement 3 und dem Halbleiterchip 2 muss dabei nicht frei von Schichten oder Bauteilen sein. Insbesondere können weitere Schichten und/oder Bauteile zwischen dem Halbleiterchip 2 und dem Konversionselement 3 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Konversionselement 3 als Platte oder Folie auf dem Verguss 8 angeordnet sein.
2 zeigt das Absorptionsspektrum des Konversionsmaterials gemäß einer Ausführungsform, bei dem das Konversionsmaterial aus Mg₄Nb₂O₉ besteht, das mit 1 Mol-% Ni-Ionen dotiert ist, und im Folgenden mit Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) bezeichnet wird. Aufgetragen ist der Reflexionsgrad R in % gegen die Wellenlänge λ in nm. In dieser Darstellung entsprechen die Minima der Kurve den Absorptionsbanden. Das Konversionsmaterial gemäß dieser Ausführungsform zeigt charakteristische Absorptionsbanden im blauen und roten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Eine Absorptionsbande liegt dabei im Wellenlängenbereich zwischen 390 und 480 nm, eine zweite Absorptionsbande liegt im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 550 nm und eine dritte Absorptionsbande liegt im Wellenlängenbereich von 615 nm und 700 nm.
Das Konversionsmaterial Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) wurde wie folgt hergestellt: 59,45 mmol basisches MgCO₃, 75,06 mmol Nb₂O₅ und 3,00 mmol NiO werden in einem Gefäß mit Mischkugeln auf einem Rollenbock gemischt. Die Pulvermischung wird in einen Korundtiegel überführt und bei 1300 °C für 4 Stunden geglüht. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird der Glühkuchen zerkleinert, mit einer Mörsermühle gemahlen und mit einem Analysensieb mit 30 µm Maschenweite gesiebt, um gröbere Partikel (> 30 µm) abzutrennen.
3 zeigt ein Röntgenpulverdiffraktogramm (PXRD) des erhaltenen Pulvers. Aufgetragen ist die Intensität I in willkürlichen Einheiten a.u. (arbitrary units), hier als Zählrate (counts) aufgetragen, gegen den Beugungswinkel 2θ in Grad. Für die Aufnahme des Diffraktogramms wurde Cu-Kα-Strahlung verwendet. Mit den Linien 3-1 und mit Dreiecken sind die Reflexe der Zielphase Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) gekennzeichnet, mit den Linien 3-2 und mit Kreisen die Reflexe der ebenfalls enthaltenen Phase Magnesiumoxid. Zusätzlich ist die Reflexlage oberhalb des Diffraktogramm gezeigt. Das Diffraktogramm zeigt, dass das erhaltene Pulver zu 98,7 % aus der Zielphase Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) besteht. Zu 1,3 % besteht das erhaltene Pulver aus der Pahse Magnesiumoxid.
In den 4 und 5 sind Emissionsspektren des Konversionsmaterials Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) gezeigt. Aufgetragen sind die relative Intensität I in % gegen die Wellenlänge A in nm von jeweils drei Messungen. In 4 wurde das Konversionsmaterial mit einer Primärstrahlung von 635 nm angeregt, in 5 wurde eine Primärstrahlung von 664 nm verwendet. In beiden Emissionsspektren zeigt sich eine sehr breite Emission im nahen Infrarotbereich mit einer Peakwellenlänge von 1338 nm und einer Emissionsbreite von etwa 1200 nm bis etwa 1500 nm. Die detektierbare Intensität liegt zumindest im Bereich von etwa 1150 nm bis etwa 1650 nm. Es lässt sich keine Emission im Wellenlängenbereich unter 1100 nm erkennen. Die Quanteneffizienz (Q.E.) bei Anregung des Konversionsmaterials mit einer Primärstrahlung von 635 nm (4) beträgt beispielsweise 11 % und die Sekundärstrahlung weist eine Halbwertsbreite (FWHM, full width half maximum) von 175 nm auf. Bei Anregung des Konversionsmaterials mit einer Primärstrahlung von 664 nm (5) beträgt die Quanteneffizienz beispielsweise 8 % und die Sekundärstrahlung weist eine Halbwertsbreite von 206 nm auf.
In 6 ist eine Rasterelektronenmikroskop-(REM)-Aufnahme des Konversionsmaterials Mg₄Nb₂O₉:Ni(1 %) gezeigt. Die REM-Aufnahme zeigt diskrete und gut definierte Leuchtstoffpartikel mit Partikelgrößen im Bereich von einschließlich 1 µm bis einschließlich 30 µm.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement
2: Halbleiterchip
3: Konversionselement
4: erster elektrischer Kontakt
5: zweiter elektrischer Kontakt
6: Strahlungsaustrittsfläche
7: Bonddraht
8: Verguss
9: Gehäuse

Claims

Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) umfassend - einen Halbleiterchip (2), der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert, - ein Konversionselement (3) umfassend ein Konversionsmaterial, das EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y, wobei das Konversionselement (3) dazu eingerichtet ist, die im Betrieb des Bauelements (1) von dem Halbleiterchip (2) emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich größer oder gleich 1050 nm und eine Emissionsbreite größer oder gleich 100 nm umfasst.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Konversionsmaterial EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA = Mg, Ca, Sr, Ba und/oder Zn, und D = V, Nb, Ta, Sb und/oder Bi ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Konversionsmaterial Mg₄Nb₂O₉ und Ni-Ionen umfasst.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Sekundärstrahlung eine Emissionsbreite größer oder gleich 300 nm aufweist.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Sekundärstrahlung einen Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm umfasst.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Sekundärstrahlung im gesamten Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 1150 nm und einschließlich 1700 nm detektierbar ist.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Konversionsmaterial Ni²⁺-Ionen umfasst.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Ni-Ionen im Konversionsmaterial einen Anteil von einschließlich 0,01 Mol% bis einschließlich 10 Mol% eines Metalls des Konversionsmaterials aufweisen.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Konversionsmaterial Partikel aufweist, die eine Partikelgröße aus dem Bereich zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 50 µm aufweisen.
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (1) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Konversionsmaterial Primärstrahlung im blauen und/oder roten Wellenlängenbereich absorbiert.
Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Spektrometer.
Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements (1) gemäß Anspruch 8, wobei das Spektrometer einen InGaAs-Detektor, einen Ge-Detektor, einen PbS-Detektor und/oder eine Fotodiode als Detektor aufweist.
Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Spektrometer Schwingungen im Bereich von einschließlich 1150 nm bis einschließlich 1700 nm detektiert.
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements (1) umfassend - Bereitstellen eines Halbleiterchips (2), der im Betrieb des Bauelements eine Primärstrahlung emittiert, - Herstellen eines Konversionselements (3) umfassend ein Konversionsmaterial, das EA_xD_yO_z und Ni-Ionen umfasst, wobei EA ein zweiwertiges Metallion und D ein fünfwertiges Metallion ist, mit x = 3,1-4,9, y = 1,1-2,9 und z = x+5/2y, umfassend die Schritte - Mischen der Edukte - Kalzinieren der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur zwischen 700 °C und 1500 °C, - Aufbringen des Konversionselements (3) auf dem Halbleiterchip (2), wobei das Konversionselement (3) dazu eingerichtet ist, die im Betrieb des Bauelements (1) von dem Halbleiterchip (2) emittierte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine Wellenlänge im Bereich größer oder gleich 1050 nm und eine Emissionsbreite größer oder gleich 100 nm umfasst.