Le nanoparticelle potrebbero spingere LED migliori, mantelli di invisibilità

- Aug 24, 2017-

In un anticipo che potrebbe aumentare l'efficienza dell'illuminazione a LED del 50 per cento e addirittura aprire la strada ai dispositivi di rivestimento di invisibilità, un team di ricercatori dell'Università del Michigan ha sviluppato una nuova tecnica che i nanoparticelle metalliche pepe in semiconduttori.

 

È la prima tecnica che può produrre in maniera economica le nanoparticelle metalliche sia sotto che sotto la superficie dei semiconduttori. Il processo aggiunge praticamente nessun costo durante la produzione e la sua migliore efficienza potrebbe consentire ai produttori di utilizzare meno semiconduttori nei prodotti finiti, rendendoli meno costosi.

Le nanoparticelle metalliche possono aumentare l'efficienza dei LED in diversi modi. Possono agire come piccole antenne che alterano e reindirizzano l'elettricità che attraversa il semiconduttore, trasformandola in più luce. Possono anche contribuire a riflettere la luce dal dispositivo, impedendogli di intrappolarsi dentro e sprecata.

Il processo può essere utilizzato con il nitruro di gallio utilizzato nell'illuminazione a LED e può anche aumentare l'efficienza in altri prodotti a semiconduttore, incluse le celle solari. E 'dettagliato in uno studio pubblicato nel Journal of Applied Physics.

"Questa è un'aggiunta senza soluzione di continuità al processo produttivo, e questo è ciò che rende così eccitante", ha detto Rachel Goldman, professore di scienze e ingegneria dei materiali e della fisica. "La capacità di rendere le strutture a 3-D con queste nanoparticelle in tutto farà aprire molte possibilità".

 

L'innovazione chiave

L'idea di aggiungere nanoparticelle per aumentare l'efficienza del LED non è nuova. Ma gli sforzi precedenti per incorporarli sono stati impraticabili per la produzione di grandi dimensioni. Si sono concentrati su metalli costosi come l'argento, l'oro e il platino. Inoltre, la dimensione e la distanza delle particelle devono essere molto precisi; questo ha richiesto ulteriori e costosi processi di fabbricazione. Inoltre, non esisteva un modo economico per incorporare particelle sotto la superficie.

Il team di Goldman ha scoperto un modo più semplice che si integra facilmente con il processo di epitaxy del fascio molecolare utilizzato per produrre semiconduttori. L'epitaxy del fascio molecolare spruzza più strati di elementi metallici su una fetta. Questo crea esattamente le proprietà conduttive giuste per un determinato scopo.

I ricercatori UM hanno applicato un fascio ionico tra questi strati - un passaggio che spinge il metallo dalla poltiglia a semiconduttore e sulla superficie. Il metallo forma delle particelle di nanoscala che servono allo stesso scopo come le orecchie costose dell'oro e del platino nelle ricerche precedenti. La loro dimensione e posizionamento possono essere controllati in modo preciso, variando l'angolo e l'intensità del fascio ionico. E applicando ancora il fascio ionico tra ogni strato crea un semiconduttore con le nanoparticelle intersperse in tutto.

 



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