Исследователи впервые создали светоизлучающие диоды (СИД) на легкой гибкой металлической фольге.
Инженеры из Университета штата Огайо разрабатывают светодиоды на основе фольги для портативных ультрафиолетовых (УФ) ламп, которые солдаты и другие лица могут использовать для очистки питьевой воды и стерилизации медицинского оборудования.
In the journal Applied Physics Letters, the researchers describe how they designed the LEDs to shine in the high-energy "deep" end of the UV spectrum. The university will license the technology to industry for further development.
Глубокий ультрафиолетовый свет уже используется военными, гуманитарными организациями и промышленностью для самых разных целей, от обнаружения биологических агентов до отверждения пластмасс, пояснил Роберто Майерс, доцент кафедры материаловедения и инженерии в штате Огайо.
Проблема в том, что обычные-УФ-лампы слишком тяжелые, чтобы их можно было носить с собой.
"Right now, if you want to make deep ultraviolet light, you've got to use mercury lamps," said Myers, who is also an associate professor of electrical and computer engineering. "Mercury is toxic and the lamps are bulky and electrically inefficient. LEDs, on the other hand, are really efficient, so if we could make UV LEDs that are safe and portable and cheap, we could make safe drinking water wherever we need it."
He noted that other research groups have fabricated deep-UV LEDs at the laboratory scale, but only by using extremely pure, rigid single-crystal semiconductors as substrates—a strategy that imposes an enormous cost barrier for industry.
Нанотехнология-на основе фольги может обеспечить крупномасштабное-производство более легкого, дешевого и экологически чистого светодиода глубокого-УФ излучения. Но Майерс и аспирант по материаловедению Брелон Дж. Мэй надеются, что их технология сделает нечто большее: превратит нишевую область исследований, известную как нанофотоника, в жизнеспособную отрасль.
"People always said that nanophotonics will never be commercially important, because you can't scale them up. Well, now we can. We can make a sheet of them if we want," Myers said. "That means we can consider nanophotonics for large-scale manufacturing."
Отчасти эта новая разработка основана на хорошо зарекомендовавшей себя-технике выращивания полупроводников, известной как молекулярно-лучевая эпитаксия, при которой испаренные элементарные материалы оседают на поверхность и само-организуются в слои или наноструктуры. Исследователи из штата Огайо использовали эту технику для выращивания ковра из плотно упакованных алюминиево-галлиевых нитридов на кусочках металлической фольги, такой как титан и тантал.
The individual wires measure about 200 nanometers tall and about 20-50 nanometers in diameter—thousands of times narrower than a human hair and invisible to the naked eye.
В ходе лабораторных испытаний нанопроволоки, выращенные на металлической фольге, светились почти так же ярко, как нанопровода, изготовленные из более дорогого и менее гибкого монокристаллического -кремния.
Исследователи работают над тем, чтобы сделать светодиоды из нанопроводов еще ярче, а затем попытаются вырастить провода на фольге из более распространенных металлов, включая сталь и алюминий.
