Вперше дослідники створили-світлодіоди (LED) на легкій гнучкої металевій фользі.
Інженери Університету штату Огайо розробляють світлодіоди на фользі для портативних ультрафіолетових (УФ) ламп, які солдати та інші можуть використовувати для очищення питної води та стерилізації медичного обладнання.
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.
Глибоке ультрафіолетове світло вже використовується військовими, гуманітарними організаціями та промисловістю для застосування, починаючи від виявлення біологічних агентів і закінчуючи затвердінням пластмас, пояснив Роберто Майерс, доцент матеріалознавства та інженерії в штаті Огайо.
Проблема полягає в тому, що звичайні глибокі{0}}УФ-лампи занадто важкі, щоб їх легко носити з собою.
"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.
Нанотехнологія на основі фольги-може забезпечити широкомасштабне-виробництво легшого, дешевого та екологічно чистого глибокого-УФ світлодіода. Але Майєрс і докторант матеріалознавства Брелон Дж. Мей сподіваються, що їхня технологія зробить щось більше: перетворить нішеву дослідницьку галузь, відому як нанофотоніка, у життєздатну галузь.
"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."
Частково ця нова розробка спирається на добре-відповідну техніку вирощування напівпровідників, відому як молекулярно-променева епітаксія, за якої випарені елементарні матеріали осідають на поверхні й само-організуються у шари або наноструктури. Дослідники штату Огайо використовували цю техніку для вирощування килима з щільно упакованих дротів з нітриду алюмінію галію на шматках металевої фольги, наприклад титану і танталу.
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.
Під час лабораторних випробувань нанодроти, вирощені на металевій фользі, освітлювалися майже так само яскраво, як і нанодроти, виготовлені на дорожчому та менш гнучкому однокристалічному кремнії-.
Дослідники працюють над тим, щоб зробити світлодіоди з нанодроту ще яскравішими, а потім спробують виростити дроти на фользі, виготовленій із більш поширених металів, включаючи сталь та алюміній.
