據(jù)悉，來自美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的納米線開發(fā)科學(xué)家成功開發(fā)出了紫外發(fā)光二極管(LED)，由于采用了特殊類型的外殼，其發(fā)光強(qiáng)度是基于更簡單外殼的同類LED產(chǎn)生的光強(qiáng)度的五倍。
紫外LED的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，包括聚合物固化、水凈化和醫(yī)療消毒等。Micro LED也是可視顯示器的焦點(diǎn)。日前，NIST科學(xué)家正在試驗(yàn)納米線LED，用于電子和生物應(yīng)用的掃描探針針尖。
這款全新的、亮度更高的LED是NITS通過其在制造高質(zhì)量氮化鎵(GaN)納米線領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)開發(fā)出來的。最近，研究人員一直在試驗(yàn)由摻硅GaN制成的納米線核心，這種核心具有額外的電子，被由摻鎂GaN制成的殼體包圍，而這些殼體具有多余的缺失電子的“空穴”。當(dāng)電子和空穴結(jié)合時(shí)，能量以光的形式釋放，這一過程稱為電致發(fā)光。
NIST研究團(tuán)隊(duì)此前曾展示過GaN LED，這種LED產(chǎn)生的光，來源于注入殼層的電子與空穴的重新結(jié)合。新研發(fā)的LED在殼層中添加了少量鋁，從而減少了電子溢出和光重吸收造成的損失。
Nanotechnology雜志描述了最新的研究進(jìn)展，這種亮度更高的LED是由納米線制成，具有所謂的“p-i-n”結(jié)構(gòu)，這是一種可將電子和空穴注入納米線的三層設(shè)計(jì)。向殼層添加鋁有助于將電子限制在納米線核心，進(jìn)而促進(jìn)電致發(fā)光的亮度提升五倍。
該論文的主要作者M(jìn)att Brubaker解釋道：“鋁的作用是引入電流的不對(duì)稱性，進(jìn)而阻止電子流入殼層，雖然這樣一來會(huì)降低效率，但是卻可將電子和空穴限制在納米線核心。”
納米線測(cè)試結(jié)構(gòu)的長約為440nm，殼厚度約為40nm。最終的LED，包括外殼，幾乎比原先大了10倍。研究人員發(fā)現(xiàn)，加入到制造結(jié)構(gòu)中的鋁量取決于納米線的直徑。
研究團(tuán)隊(duì)小組長Kris Bertness表示，目前至少有兩家公司正在開發(fā)基于納米線的Micro LED，NIST就與其中一家公司簽署了合作研發(fā)協(xié)議，以開發(fā)摻雜劑和結(jié)構(gòu)表征方法。研究人員已經(jīng)與掃描探針公司就在他們的探針針頭中使用NIST LED進(jìn)行了初步討論，預(yù)計(jì)NIST很快會(huì)展示相關(guān)原型LED用具。
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