Čistením nanovlákien aby sa malo dosiahnuť viac svetla.

Úprava nanovlákien hliníka-gália-nitridu s riedeným roztokom hydroxidu draselného, môže zvýšiť výstupný výkon ultrafialového svetla v porovnaní s neošetreným zariadením.

Techniku na zníženie straty svetla na povrchu polovodičových nanoštruktúr dokázali vytvoriť vedci v spoločnosti KAUST.

Niektoré materiály dokážu účinne premeniť elektróny v elektrickom prúde na svetlo. Tieto tzv. polovodiče slúžia na vytváranie svetelných diód alebo LED diód. Sú to malé, ľahké, energeticky účinné, dlhotrvajúce zariadenia, ktoré sa čoraz častejšie vyskytujú v osvetľovacích aj zobrazovacích aplikáciách.

Farbu alebo vlnovú dĺžku vyžarovaného svetla je možné určiť výberom vhodného materiálu. Napríklad arzenid gália emituje predovšetkým infračervené svetlo. Pre kratšie vlnové dĺžky, ktoré sa pohybujú do modrej alebo ultrafialovej oblasti spektra, sa vedci obrátili na nitrid gália. Ak chcete naladiť emisnú vlnovú dĺžku, môže byť pridaný hliník, ktorý mení vzdialenosť medzi atómami a zvyšuje energetickú šírku pásma.

Mnohé faktory ale bránia tomu, aby všetko žiarenie vytvorené v polovodiči uniklo z tohto zariadenia a pôsobilo ako efektívny svetelný zdroj. Po prvé, väčšina polovodičových materiálov má vysoký index lomu, čo spôsobuje, že rozhrania polovodičov a vzduchu sa veľmi odrážajú – v niektorých uhloch sa všetky svetlá odrazia dozadu v procese známej ako celková vnútorná odrazivosť. Druhým obmedzením je, že nedokonalosti na povrchu pôsobia ako pasce, ktoré reabsorbujú svetlo skôr, ako môže uniknúť.

Tím vedcov v KAUST, vyvinul LED diódy, ktoré sú tvorené úzkym súborom nanovlákien z hliníka, gália a nitridu na titánom pokrytým kremíkovom substráte.

Kvôli prítomnosti vzduchových medzier medzi nanočlánkami prostredníctvom rozptylu, môže byť efektívne extrahované viac svetla. Kompromisom však je, že pole nanovlákien má väčšiu plochu ako rovinná štruktúra.

„Vzhľadom na veľký pomer povrchov k objemu nanovlákien sú ich optické a elektrické vlastnosti veľmi citlivé na okolie,“ hovorí Sun. „Povrchové staty a chyby povedú k nízko efektívnym zariadeniam vyžarujúcim svetlo.“

Tím ukázal, že ošetrovanie nanočastíc v zriedenom roztoku hydroxidu draselného potláča povrchovú reabsorpciu tým, že odstraňuje visiace chemické väzby a zabraňuje oxidácii. Ich výsledky ukázali, že 30-sekundová liečba viedla k 49,7 percentnému zvýšeniu výstupného výkonu ultrafialového svetla v porovnaní s neošetreným zariadením.

„Naším cieľom je zlepšiť výkonnosť zariadenia niekoľkými spôsobmi,“ hovorí Sun. „Napríklad optimalizujeme podmienky rastu nanovlákien. V aktívnej oblasti budeme používať kvantové štruktúry a budeme používať rôzne kovové substráty na zlepšenie účinnosti extrakcie svetlom“.


Zdroj: nanowerk.com

Leave a Comment