برای اولین بار، محققان دیودهای ساطع کننده نور (LED) را بر روی فویل فلزی انعطاف پذیر سبک وزن ایجاد کردند.
مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو در حال توسعه LED های مبتنی بر فویل برای لامپ های فرابنفش قابل حمل (UV) هستند که سربازان و دیگران می توانند برای تصفیه آب آشامیدنی و استریل کردن تجهیزات پزشکی استفاده کنند.
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.
روبرتو مایرز، استادیار علوم و مهندسی مواد در ایالت اوهایو، توضیح داد که نور UV عمیق قبلاً توسط ارتش، سازمانهای بشردوستانه و صنعت برای کاربردهای مختلف از تشخیص عوامل بیولوژیکی تا درمان پلاستیک استفاده میشود.
مشکل این است که لامپهای معمولی عمیق-UV بسیار سنگین هستند و نمیتوان آنها را به راحتی حمل کرد.
"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.
نانوتکنولوژی مبتنی بر فویل{0}}میتواند تولید-در مقیاس بزرگتر، سبکتر، ارزانتر و سازگارتر با محیطزیست LED عمیق-UV را امکانپذیر کند. اما مایرز و دانشجوی دکترای علوم مواد، Brelon J. May امیدوارند که فناوری آنها چیز بیشتری را انجام دهد: تبدیل یک زمینه تحقیقاتی خاص به نام نانوفتونیک به یک صنعت قابل دوام.
"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."
تا حدی، این توسعه جدید متکی به یک تکنیک-تثبیت شده رشد نیمه هادی است که به عنوان اپیتاکسی پرتو مولکولی شناخته می شود، که در آن مواد عنصری تبخیر شده روی یک سطح می نشینند و خود-در لایه ها یا نانوساختارها سازماندهی می شوند. محققان ایالت اوهایو از این روش برای رشد فرشی از سیمهای آلومینیومی نیترید گالیم بسته بندی شده روی قطعات فویل فلزی مانند تیتانیوم و تانتالیم استفاده کردند.
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.
در آزمایشهای آزمایشگاهی، نانوسیمهایی که روی ورقهای فلزی رشد میکنند، تقریباً به همان اندازه روشنایی میکنند که روی سیلیکون تک بلوری گرانتر و کمتر انعطافپذیرتر- تولید میشوند.
محققان در حال کار بر روی روشنتر کردن LEDهای نانوسیم هستند و در مرحله بعد سعی خواهند کرد تا سیمها را روی فویلهای ساخته شده از فلزات رایجتر از جمله فولاد و آلومینیوم رشد دهند.
