Еще на один шаг ближе к нанодиодам

Схема конструкции светодиода на основе углеродной нанотрубки. Два
управляющих электрода, к которым приложено внешнее напряжение, создают
отдельные зоны в нанотрубке, где концентрируются свободные носители тока.

Схема конструкции светодиода на основе углеродной нанотрубки. Два управляющих электрода, к которым приложено внешнее напряжение, создают отдельные зоны в нанотрубке, где концентрируются свободные носители тока.

24.11.2009 (21:38)
Просмотров: 2947
Рейтинг: 1.67
Голосов: 3

Теги:
нанотрубка, КПД, светодиод,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Специалисты IBM нашли способ с невиданной ранее точностью управлять светом, излучаемым углеродными нанотрубками. Полученные на экспериментах результаты означают, что теперь на основе нанотрубок можно создавать узкополосные светодиоды или даже источники одного единственного фотона для решения практических задач квантовой оптики.

Углеродные нанотрубки – уникальные по количеству возможных применений структуры. Обладая необычными физическими и электронными свойствами, они, казалось бы, заинтересовали ученых практически во всех областях, начиная с создателей сверхпрочных покрытий или материалов и заканчивая разработчиками электронных компонент. Одно из перспективных направлений, где в будущем могут использоваться нанотрубки – производство экономичных светодиодов.

Известно, что углеродные нанотрубки, в зависимости от строения, могут проявлять как металлические, так и полупроводниковые свойства. Как и материалы, используемые для создания обычных светодиодов, полупроводниковые углеродные нанотрубки излучают свет в тот момент, когда по ним проходит электрический ток. Этот эффект мог бы использоваться для создания практически любых электронно-оптических устройств, в том числе и отдельных светодиодов. Однако, традиционная проблема заключается в том, что излучаемый во время этого процесса свет имеет слишком широкий спектр, направление его излучения может быть любым, а при этом КПД всего процесса – достаточно низким. Для того чтобы создавать устройства, действительно полезные человечеству, необходимо разрабатывать конструкцию, в рамках которой носители тока в нанотрубке (электроны и дырки) получат возможность рекомбинировать повторно, что повысит мощность излучения.

На днях специалисты из исследовательского центра IBM (TJ Watson Research Center) в журнале Nature Nanotechnology рапортовали об определенных успехах в этом направлении. Ученые показали, что, благодаря предложенной конструкции устройства, они могут с небывалой ранее точностью контролировать процесс излучения света. При этом по эффективности излучения созданная схема превосходит все предыдущие попытки как минимум в 1000 раз, в то время как ширина спектральной полосы – в 10 раз меньше, чем у созданных ранее светодиодов на базе нанотрубок. Кроме того, предложенное устройство имеет гораздо более низкий «порог включения», а также рассеивает гораздо меньше энергии (т.е. практически не нагревается).

Удивительные свойства разработанного светодиода объясняются исключительно удачной конструкцией, предложенной специалистами IBM. Изолированная углеродная нанотрубка была размещена на диэлектрической подложке, а к обоим ее концам были подведены металлические электроды. Нанотрубка и металлические контакты покрывались сверху еще одним диэлектрическим слоем, поверх которого располагалась пара управляющих электродов. Если к управляющим электродам приложить внешнее напряжение, то с двух сторон нанотрубки концентрируются заряды противоположных знаков (электроны и дырки, соответственно), а при включении диода (подаче тока между основными электродами) начинается процесс рекомбинации носителей с излучением света.

Созданный образец уже достаточно эффективен, чтобы отправиться в производство. Однако, в ближайшем будущем ученые планируют продолжить работу над усовершенствованием конструкции, в том числе и с использованием массивов нанотрубок.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное

Ноутбуки дешево интернет магазин недорогие ноутбуки купить в москве в интернет.
Rambler's Top100