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    克服長期存在的效率問題,NIST最新發布小而明亮的納米級LED

    閱讀次數: 添加時間:2020/08/19  作者:dgyadmin

    jameswen

    NIST最新發布:小而明亮的納米級LED克服長期存在的LED效率問題的新設計,并且可以轉換成激光啟動。

    美國國家標準與技術研究所(NIST)的科學家的團隊開發出了一種新型LED,該LED可能是解決長期以來光源效率限制難題的關鍵。這一概念在實驗室用微型LED進行了演示yabo网页登录yabo网页登录,實現了亮度的大幅提高并具有產生激光的能力。

    該團隊還包括來自馬里蘭大學、倫斯勒理工學院和IBM Thomas J. Waston研究中心的科學家,該LED的亮度比傳統的亞微米大小的LED增加了1001000倍yabo网页登录。

    NISTBabak Nikoobakht介紹,該LED與傳統LED使用的材料相同,不同之處在于它們的形狀,該LED采用了制造LED的新架構。 LED燈已經存在了幾十年yabo网页登录,但明亮LED的發展贏得了諾貝爾獎,并開啟了照明的新時代yabo网页登录。然而,即使是現代的LED也有它的局限性,在一定程度上yabo网页登录,增加LED的電量會使其發光更加明亮yabo网页登录,但很快亮度就會降低,使得LED的效率非常低。這個被業界稱為效率下降的問題阻礙了LED在從通信技術到殺毒等許多有前景的應用領域的應用。

    團隊對該LED進行了全新設計的實驗:與傳統LED中使用的平面設計不同,研究人員用又長又薄的氧化鋅線制造了一種光源yabo网页登录,他們稱之為翅片(是相對而言的:每個翅片只有大約5微米長,大約是人類平均頭發寬度的十分之一)yabo网页登录。翅片陣列看起來像一個小梳子,可以延伸到1厘米或更多的區域。

    LED像素設計示意圖 圖片來源:NIST

    翅片LED像素設計包括發光的氧化鋅翅片(紫色)、絕緣介質材料(綠色)和金屬接觸(黃色)

    這個新設計能發出橫跨紫色和紫外光邊界波長的明亮的光,產生的能量是典型的小型LED1001000倍,是一個重要的基礎性發現。

    Nikoobakht說:一個典型的面積小于1平方微米的LED發光功率約為22納瓦yabo网页登录,但這種LED能產生高達20微瓦的功率。這表明這種設計可以克服LED的效率下降,使光源變得更亮yabo网页登录。

    在增加電流的同時yabo网页登录,研究小組還發現了另一個驚人的現象yabo网页登录。雖然LED起初在一個波長范圍內發光yabo网页登录,但它相對較寬的光發射最終縮小到兩個波長的強烈紫色光yabo网页登录。這清楚地表明了他們的微型LED變成了微型激光器。

    Nikoobakht說:LED轉換成激光需要很大的努力yabo网页登录。它通常需要將LED與諧振腔耦合,使光在諧振腔周圍反射,從而產生激光yabo网页登录。而翅片的設計可以自己完成整個工作,不需要增加另外的腔。

    微型激光器不僅在化學傳感領域,而且在下一代手持通信產品、高清顯示器和消毒方面,對于芯片規模的應用來說是至關重要的。

    Nikoobakht說:它很有潛力成為一個重要的組成部分yabo网页登录,雖然這不是人類制造的最小的激光發射器,但它非常明亮。如果效率沒有下降yabo网页登录,它將會大有用處。(來源:國際半導體照明聯盟ISA

     

     



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