Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi (KarlsruherInstitut für Technologie, KIT) ja Toronto Ülikooli teadlased valmistasid hea valgussaagisega, raskemetallivabad ning laia värvispektriga nanokristall-valgusdioodid. Keemikutest, materjaliteadlastest ja optoelektroonika ekspertidest koosnev töörühm avaldas tehtut kajastava artikli teadusajakirjas Nano Letters.
Vedelik-töödeldud ränist valgusdioodid
Varem arvati, et fotogalvaaniliste seadmete ja mikroelektroonika tööstust trooniv räni valgusdioodide valmistamiseks ei sobi. Räni-nanokristallide füüsika on aga lubavam: KIT professoritel Uli Lemmeril ning Annie K. Powellil õnnestus koostöös Toronto Ülikooli professor Geoffrey A. Oziniga valmistada kõrge efektiivsusega räni-nanokristall-diood.
Räni-valgusdioodide valgusspekter on pikka aega olnud piiratud punase ja infrapunase spektriosaga.„Mitmevärviliste ränidioodide kontrollitud tootmine põhineb täiesti uuel tehnoloogial,“ seletas KIT teadlane Florian Maier-Flaig. Dioodide erivärvilisus saavutatakse eri suurusega nanoterade sorteerimisega. Lisaks on vajalik nende vaheline kaugus täpselt arvestada. „Meie valgusdioodide üheks tugevaks küljeks on üllatavalt hea pikaajaline tööstabiilsus,“ lisas Maier. Ebaühtlastest või liiga suurtest räniosakestest tingitud dioodisisesed lühised on pea välistatud. Uut tüüpi ränidioodide valgussaagis on tänu Karlsruhe teadlaste tööle üks paremaid.
Karlsruhe ning Toronto teadlaste teene on ka dioodi valguskiirguse voo homogeniseerimine. Nõnda heade dioodie valmistamise pädevus on vaid üksikutel teadusrühmadel. „Vedelik-töödeldud räni-dioodidega (liquid processed SiLED) saab tulevikus odavalt katta suuri pindasid. Nanoosakeste maailm on peatselt sisenemas kaardistamata teadusterritooriumile. Ilmselt tuleb nii mõnigi pooljuhte kirjeldav raamat uuesti kirjutada,“ ütles KIT teadlane Geoffrey A. Ozin.
Erinevalt kaadmiumseleniidi, kaadmiumsulfiidi ning pliisulfiidi sisaldusega dioodidest ei sisalda KIT töörühma tehnoloogia raskemetalle. Räni on ka laialt laialt levinud ning seetõttu odav.
Allikas: Phys.org