Uutta väriä ledeihin12.11.2021 Monikansallinen ja –tieteinen tutkijaryhmä on löytänyt uuden menetelmän pitkän aallonpituisen (punainen, oranssi ja keltainen) valon tuottamiseksi. Se tapahtuu käyttämällä puolijohtavien materiaalien sisäisiä vikoja, joita voidaan käyttää suorina valon emittoijina kaupallisissa valonlähteissä ja näytöissä. Tämä tekniikka olisi parannus nykyisiin menetelmiin, joissa käytetään esimerkiksi fosforia valon värin muuntamiseen toiseksi. Nykyään InGaN-ledit ovat kriittisiä vaativissa kuluttajasovelluksissa, kuten puolijohdevalaistuksessa, televisioissa, kannettavissa tietokoneissa, mobiililaitteissa ja lisätyissä (AR) ja virtuaalitodellisuuden (VR) ratkaisut. Näiden laitteiden jatkuvasti kasvava kysyntä on ajanut yli kahden vuosikymmenen ajan kestäneen tutkimuksen korkeamman optisen tehon, luotettavuuden, pitkäikäisyyden ja monipuolisuuden saavuttamiseksi – mikä on johtanut erivärisiä valoa emittoivien ledien tarpeeseen. Perinteisesti InGaN-materiaalia on käytetty tuottamaan violettia ja sinistä valoa, kun taas AlGaInP-puolijohdetta on käytetty tuottamaan punaista, oranssia ja keltaista valoa. Tämä kaksijakoisuus johtuu InGaN:n huonosta suorituskyvystä punaisen ja amberin spektrissä, mikä taas johtuu tehokkuuden heikkenemisestä vaaditun korkeamman indiumpitoisuuden vuoksi. Lisäksi sellaiset InGaN-ledit, joissa on huomattavan korkeat indiumpitoisuudet, ovat edelleen vaikeita valmistaa perinteisillä puolijohderakenteilla. Vastatakseen näihin haasteisiin Singapore-MIT Alliance for Research and Technologyn (SMART) tutkijat ovat esittäneet havaintojaan tutkimusjulkaisussa ja kuvaavat käytännöllistä menetelmää InGaN-kvanttipisteiden valmistamiseksi, joilla on huomattavasti korkeampi indiumpitoisuus, käyttämällä hyväksi olemassa olevia InGaN-materiaalien vikoja. Tässä prosessissa materiaalissa luonnostaan esiintyvien virhe- ja sulautumistilanteiden kautta muodostuu suoraan indiumia sisältäviä kvanttipisteitä, pieniä materiaalisaarekkeita, jotka emittoivat pidemmän aallonpituuden valoa. Kasvattamalla näitä rakenteita tavanomaisille piisubstraateille, kuviointi- tai epätavanomaisten alustojen tarve eliminoituu entisestään. Kvanttipisteiden muodostumisen lisäksi pinoamisvikojen ytimen muodostuminen – toinen luontainen kidevika – edistää edelleen pitkien aallonpituuksien säteilyä. Tämä löytö edustaa edistysaskelta InGaNin heikentyneen tehokkuuden voittamiseksi punaisen, oranssin ja keltaisen valon tuotannossa, jopa alan tavanomaisia valmistusmenetelmillä. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.