Po raz pierwszy naukowcy stworzyli diody elektroluminescencyjne (LED) na lekkiej, elastycznej folii metalowej.
Inżynierowie z Uniwersytetu Stanowego Ohio opracowują oparte na folii diody LED do przenośnych lamp ultrafioletowych (UV), które żołnierze i inni mogą używać do oczyszczania wody pitnej i sterylizacji sprzętu medycznego.
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.
Głębokie światło UV jest już wykorzystywane przez wojsko, organizacje humanitarne i przemysł do zastosowań, począwszy od wykrywania czynników biologicznych po utwardzanie tworzyw sztucznych, wyjaśnia Roberto Myers, profesor nadzwyczajny inżynierii materiałowej w stanie Ohio.
Problem polega na tym, że konwencjonalne głębokie- lampy UV są zbyt ciężkie, aby można je było łatwo nosić ze sobą.
"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.
Nanotechnologia oparta na-folii może umożliwić na dużą skalę-produkcję lżejszych, tańszych i bardziej przyjaznych dla środowiska diod LED głębokiego-UV. Ale Myers i doktorant materiałoznawstwa Brelon J. May mają nadzieję, że ich technologia przyniesie coś więcej: przekształci niszową dziedzinę badawczą znaną jako nanofotonika w rentowny przemysł.
"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."
Po części to nowe osiągnięcie opiera się na dobrze-uznanej technice wzrostu półprzewodników, znanej jako epitaksja z wiązek molekularnych, w której odparowane materiały elementarne osadzają się na powierzchni i samo-organizują się w warstwy lub nanostruktury. Naukowcy ze stanu Ohio wykorzystali tę technikę do wyhodowania dywanu z ciasno upakowanych drutów z azotku galu aluminium na kawałkach folii metalowej, takiej jak tytan i tantal.
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.
W testach laboratoryjnych nanodruty hodowane na foliach metalowych świeciły prawie tak jasno, jak te wytwarzane na droższym i mniej elastycznym krzemie jednokryształowym-.
Naukowcy pracują nad jeszcze jaśniejszymi diodami LED z nanoprzewodów, a następnie spróbują hodować przewody na foliach wykonanych z bardziej powszechnych metali, w tym stali i aluminium.
