Điôt phát quang dạng vô cơ và mềm dẻo với ánh sáng trắng

10:11' AM - Thứ ba, 04/10/2016

Điôt phát quang (LED) mềm dẻo cho phép các nhà thiết kế tạo ra màn hình cho các thiết bị cầm tay, màn hình tivi cong hoặc dễ uốn, các dụng cụ y sinh học có thể uốn cong cũng như bất cứ nguồn ánh sáng không phẳng nào khác.

Ngày nay, công nghệ tốt nhất để sản xuất các thiết bị nguồn ánh sáng dạng mềm dẻo là đèn LED hữu cơ (OLED). Nhưng các đèn OLED thường có tuổi thọ ngắn và độ sáng không cao, đặc biệt những OLED phát ánh sáng xanh thường được sử dụng để sản xuất LED trắng - thành phần cần thiết cho các màn hình đầy đủ màu sắc. Nay một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Tổng hợp Paris và ủy ban Năng lượng nguyên tử Pháp đã cho thấy có thể vượt qua những hạn chế đó bằng cách chế tạo LED trắng từ các sợi dây nano dạng vô cơ.

LED xanh là một trong những phương pháp tốt nhất để tạo ra ánh sáng trắng. ở đó, các photon xanh hoặc cực tím với năng lượng cao được sử dụng để kích thích phốtpho. Đáp lại, phốtpho sẽ phát ra các photon năng lượng thấp, có thể phối trộn với photon xanh hoặc các photon khác để tạo thành ánh sáng trắng.

Nhóm nghiên cứu nói trên đã tạo ra các sợi nano từ gali nitrua - một chất bán dẫn vô cơ có thể phát ánh sáng xanh một cách hiệu quả. Họ bọc phủ các sợi nano bằng phốtpho bán sẵn trên thị trường, được kích tạp bằng xeri để hấp thụ ánh sáng xanh và phát ra ánh sáng trắng.

Trước đó, các nhà khoa học đã phát triển các sợi nano trên nền vật liệu ngọc bích theo phương pháp phân hủy bằng hơi hóa học của hợp chất hữu cơ - kim loại. Trên bề mặt từng sợi dây nano, họ kết lắng indi-gali-nitrua để làm bẫy điện tử và tạo ra bức xạ ánh sáng, sau đó bọc các sợi dây trong vỏ GaN. Tiếp theo, họ gắn các sợi nano thu được lên polydimethylsiloxan đã pha phốtpho, rồi tách toàn bộ polyme cùng với các sợi dây nano ra khỏi chất nền. Sau đó, họ gắn lên trên vật liệu này một mạng lưới các sợi dây nano bạc để làm điện cực trong suốt, cuối cùng đặt một lá vật liệu mỏng lên đáy để tạo thành mạch điện hoàn chỉnh.

LED thu được theo phương pháp trên có kích thước 5 x 6 mm và có thể được uốn cong đến đường kính 5 mm mà không bị giảm hiệu quả hoạt động. Dụng cụ này đạt hiệu quả lượng tử ngoài là 9,3% - đây là thước đo số lượng điện tử chuyển đổi thành photon và được phát ra. Tuy giá trị này còn thấp đối với LED, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết họ có thể cải thiện hiệu quả bằng cách sử dụng các nguồn phốtpho khác, thay đổi chất kích tạp trong phốtpho hoặc thử nghiệm với các chất bán dẫn khác.

Theo các nhà nghiên cứu, vật liệu mềm dẻo này sẽ không được sử dụng cho các ứng dụng chiếu sáng nói chung, vì vậy hiệu quả không cần cao như các LED khác. Bù lại, LED bằng sợi nano sẽ có tuổi thọ cao, tối thiểu gấp bốn lần các OLED.

Một kỹ sư điện tại Đại học Tổng hợp McGill (Canađa) cho rằng, so với các dụng cụ hữu cơ khác thì các dụng cụ vô cơ bền và ổn định hơn nhiều, chúng cũng có tiềm năng đạt hiệu quả lớn hơn nhiều.

HS

Theo Chemical & Engineering News, 4/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,