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科学家成功制造出彩色又高效的硅基LED

2018-09-07 16:39:36

来自德国卡尔斯鲁厄理工学院和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体,成功制造出了高效的硅基发光二极管(SiLEDs),该二极管不含重金属,却能够发射出多种颜色的光。

  硅(Si)虽然在微电子和光伏产业占据着主导地位,但长期以来其却一直被认为不适合发光二极管的制造。然而,这在纳米尺度却并非正确,由成百上千的原子构成的微小硅纳米晶体能够产生光线,也具备成为高效光发射器的巨大潜力。迄今为止,硅基发光二极管的制造一直局限于红色的可见光谱范围和近红外线,因此制造可发出彩色光的二极管可谓绝对新颖。

  KIT的科学家发现,通过采用不同大小的单分散的纳米粒子,能够改变二极管所发出光的颜色。其可由深红色光谱区域调谐至橘黄色的光谱区域,外量子效率亦可达1.1%。值得一提的是,制成的硅基发光二极管具有令人惊讶的长期稳定性,这在此前从未实现过。操作组件寿命的增长是因为只采用了同一尺寸的纳米粒子,这能有效增强敏感的薄膜元件的稳定性,而可导致短路的过大尺寸粒子则被排除在外。

  此外,新型发光二极管惹人注目的方面亦在于其发光区域的同质性。研究人员表示,随着液态处理的硅基发光二极管或能以低成本大批量制成,纳米粒子“群体”也将进入新的领域,相关潜力将难以估计,而教科书上有关半导体元件的描述或许也将被改写。


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