Vedci po prvýkrát vytvorili svetlo-diódy (LED) na ľahkej ohybnej kovovej fólii.
Inžinieri z Ohio State University vyvíjajú fóliové LED diódy pre prenosné ultrafialové (UV) svetlá, ktoré môžu vojaci a iní používať na čistenie pitnej vody a sterilizáciu lekárskeho vybavenia.
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.
Hlboké UV svetlo už používa armáda, humanitárne organizácie a priemysel na aplikácie od detekcie biologických činidiel až po vytvrdzovanie plastov, vysvetlil Roberto Myers, docent materiálovej vedy a inžinierstva v štáte Ohio.
Problém je v tom, že konvenčné hlboké{0}UV lampy sú príliš ťažké na to, aby sa dali ľahko prenášať.
"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.
Nanotechnológia{0}}na báze fólie by mohla umožniť-výrobu ľahších, lacnejších a ekologickejších hlbokých-UV LED diód. Myers a doktorandka materiálovej vedy Brelon J. May však dúfajú, že ich technológia dokáže niečo viac: premení špecializovanú oblasť výskumu známu ako nanofotonika na životaschopný priemysel.
"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."
Čiastočne sa tento nový vývoj spolieha na dobre-zavedenú techniku rastu polovodičov známu ako epitaxia molekulárneho lúča, pri ktorej sa odparené elementárne materiály usadzujú na povrchu a samy sa-organizujú do vrstiev alebo nanoštruktúr. Výskumníci zo štátu Ohio použili túto techniku na pestovanie koberca z tesne zabalených drôtov z nitridu hliníka a gália na kusoch kovovej fólie, ako je titán a 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.
V laboratórnych testoch sa nanodrôty napestované na kovových fóliách rozsvietili takmer tak jasne ako tie, ktoré boli vyrobené na drahšom a menej flexibilnom jedno-kryštálovom kremíku.
Výskumníci pracujú na tom, aby boli nanodrôtové LED diódy ešte jasnejšie, a ďalej sa pokúsia pestovať drôty na fóliách vyrobených z bežnejších kovov vrátane ocele a hliníka.
