據物理學家組(zǔ)織網2月18日(rì)報道,矽納米晶體的尺寸僅為幾納(nà)米,卻具有(yǒu)很高的發光潛力。現在,來自德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)和加拿(ná)大多倫多大學的科研人員借助矽納米晶體,成功製造出了高效的矽基發光二極管(SiLEDs),其不含重金屬,卻能夠發射(shè)出多種顏色的光。相關研究報告發表在近期出版的《納米快報》雜誌上。
矽(guī)雖然在微電(diàn)子和光伏產(chǎn)業占據著主導地位,但長期以來其卻一直被認為(wéi)不適合發光二極管的製造。然而,這在納米(mǐ)尺度卻並非正確,由成百上千的原子構成的微小矽納米晶體能夠產(chǎn)生光線,也具備成為高效光發射器的(de)巨大潛力。迄今為止,矽基發光二極(jí)管的製造一(yī)直局限(xiàn)於紅色的可見光譜範圍和近(jìn)紅外線,因此製造可發出彩色光的二極管可謂(wèi)絕對新穎。
KIT科學家發現,通過采用不同大小的單分散的納米粒子,能夠改變二極(jí)管所(suǒ)發出(chū)光的顏(yán)色。其可由深(shēn)紅色光譜區域調諧至(zhì)橘黃色的光譜區域(yù),外量子效(xiào)率亦可達1.1%。值得一提的是,製成的矽基發光二極管具有令人驚訝的長期穩定性,這在此前從未實現過。操作組件壽命的增長是因為(wéi)隻(zhī)采用了同一尺寸的納米粒子,這能有效增強敏感的薄膜元件的穩定性,而可導致短路的過大(dà)尺寸粒子則被排除在外。
此款彩色(sè)矽基發(fā)光二極管還具有不含有任何重金屬的優勢。與其他使用硒化鎘、硫化鎘或硫化鉛的研究小組不同,科研團隊此(cǐ)次采用的矽納米粒(lì)子完全不具毒性,而且地球上的矽儲量豐(fēng)富,成本(běn)低廉,更有利於矽基發光二(èr)極管(guǎn)的進(jìn)一步發展。
此外(wài),新型發光二極管(guǎn)惹人注目的方麵亦在於其發光區域的同質性。研究人員表示,隨著液(yè)態處理的(de)矽基發光二極管或能以低成本大批量製成(chéng),納米粒子“群體”也將進入新的領域,相關潛力將難以估計,而教(jiāo)科書上有關半導體元件的描述(shù)或許也將被改寫。
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