用電子刺激納米晶體發光 美發明的新(xīn)方法讓發光二極管壽命更長 (2004-06-24)
發布時間:2007-12-04
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來源:科技日報
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美國科學家研究出一種刺激微(wēi)小納米晶體發光的新方法,該方法可用於製造亮度更高、能耗更(gèng)低、壽(shòu)命更長的顯示設備(bèi)、交通信(xìn)號燈和室內照明燈等(děng)。
利用半(bàn)導體材料製造的(de)發光二極(jí)管壽命很長,能耗(hào)隻有普通燈泡的五分之一(yī),已經應用於交通信(xìn)號燈等(děng)設備。但它們傾向(xiàng)於發藍光,要得到白光必須經過轉(zhuǎn)換(huàn),這便(biàn)降低了效率。為了解決這個問題,人們將半(bàn)導體材料製造成微小的納米晶體,這類晶體稱(chēng)為(wéi)“量子點”,調(diào)整其尺寸就能改變它們發出的(de)光(guāng)的顏色。
但是,納米晶體表麵需要塗一層有機分(fèn)子,這會阻礙外來電子刺激量子點發(fā)光。美國洛斯阿拉莫斯國家(jiā)實驗(yàn)室的科學家將硒化鎘量(liàng)子點放置在一種稱為“量子阱”的設備上,利用(yòng)量子阱為媒介間接刺激量子點發光。粗略計算表明,新方法能使發光二極(jí)管的效率比目前的產品高出一倍。有關成果發(fā)表在最新一期英國《自然》雜誌上。
量子阱有著三明治一樣的結構,中間是很薄的一層(céng)半導體膜,外側是兩個隔(gé)離層。用激光朝(cháo)量子阱閃一(yī)下,可以使中間(jiān)的半導體(tǐ)層裏產生電子和帶(dài)正電的空穴。通常情況下,電子會與空穴結合(hé),放出光子。科學家將量子阱的上層製造得(dé)特別(bié)薄,厚度不足30埃(1埃為一百億分之一米),這樣就(jiù)可迫使中間層產生的電子與空穴結合時,以變(biàn)化(huà)的電場而不是光子的形式釋放能(néng)量。電場的作用使鄰近(jìn)的量子點中產生新(xīn)的電子和空穴,從而令它們結合並放出光(guāng)子(zǐ)。