Ученые научились настраивать цвет светодиодов на кремниевых нанокристаллах

Задействованные при производстве SiLED наночастицы (в растворе) демонстрируют интенсивную люминесценцию в диапазоне от темно-красного до желто-оранжевого цвета. (кликните картинку для увеличения)

Задействованные при производстве SiLED наночастицы (в растворе) демонстрируют интенсивную люминесценцию в диапазоне от темно-красного до желто-оранжевого цвета. (кликните картинку для увеличения)

24.03.2013 (22:46)
Просмотров: 3200
Рейтинг: 2.00
Голосов: 2

Теги:
нанокристалл, свет, кремний,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Совместная группа исследователей из Германии и Канады создала высокоэффективные и сравнительно долговечные светодиоды на основе кремниевых нанокристаллов различных размеров. Главная особенность разработанных устройств заключается в возможности настраивать цвет излучаемого ими света в достаточно широком спектральном диапазоне, от темно-красного до желто-оранжевого. Данная «подстройка» осуществляется за счет изменения размера нанокристаллов, задействованных в производстве. Хотя созданные компоненты уже обладают весьма интересными характеристиками, в последующих работах ученые планируют их значительно улучшить.

Многие из химических элементов II-VI групп периодической таблицы, задействованных сегодня при производстве светодиодов на основе квантовых точек, к примеру, CdS, CdSe или Pb, относятся к высокотоксичным. С точки зрения многих практических применений подобных светодиодов это существенный недостаток.

Как считает совместная группа ученых из Karlsruhe Institute of Technology (Германия) и University of Toronto (Канада) фактор токсичности упомянутых химических веществ делает кремний потенциально основным элементом, из которого могут производиться подобные светодиоды. К сожалению, ранние работы, посвященные светодиодам на основе нанокристаллов кремния, описывали излучающие устройства в инфракрасной и красной областях видимого спектра. Однако, как показали совместные исследования ученых из Канады и Германии, частота излучаемого кремниевыми устройствам света, может быть «настроена» в более широких пределах путем простого изменения размеров задействованных нанокристаллов. Причем, чем меньше размеры наночастиц, используемых в производстве, тем дальше в синюю область оптического спектра смещается частота излучаемого света. Как показали эксперименты, «настройка» длины волны излучаемых электромагнитных колебаний на данном этапе возможна в диапазоне от 680 нм (темно красный цвет) до 625 нм (желто-оранжевый).

Масштабное изучение свойств SiLED показало, выделение на этапе производства наночастиц определенного размера также значительно увеличивает время непрерывной работы устройства. По словам исследователей, в некоторых случаях лабораторные образцы функционировали до 40 часов. Кроме того, характеристики излучаемого света в меньшей степени зависят от приложенного напряжения.

По мнению ученых, разработанные ими устройства могут применяться в самых разных областях. Интересно, что за счет возможности излучения в желто-оранжевом диапазоне, подобные нанокристаллы также могут использоваться в качестве так называемого «понижающего преобразователя» для люминофоров, излучающих в красном диапазоне, что позволит на выходе создать белый свет. В настоящее время подобные устройства изготавливаются из люминофоров, излучающих в широком спектральном диапазоне (не затрагивающих красную область спектра, в то время как эта область имеет особое значение для производства так называемого «теплого» белого света).

Хотя устройства, созданные исследователями из Канады и Германии, уже обладают достаточно хорошими характеристиками (квантовая эффективность составляет 1,1%, а пороговое напряжение включения – всего 2 В), в настоящий момент группа работает над улучшением этих параметров. Поставленную цель ученые планируют достигать за счет функционализации задействованных нанокристаллов молекулами, позволяющими увеличить перенос заряда между ними. Как считают ученые, подобная стратегия позволит в будущем контролировать длину волны излучения в более широком диапазоне.

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100