Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


21.02.2012

Физики создали компактный неорганический ультрафиолетовый светодиод

Американские и итальянские физики смогли создать первый миниатюрный неорганический светодиод на базе оксидов олова и кремния, излучающий в ультрафиолетовом диапазоне частот и пригодный для интеграции в различные медицинские приборы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Миниатюрный неорганический светодиод
Миниатюрный неорганический светодиод

Существует два основных типа светодиодов - органические и неорганические излучатели. Органические достаточно просты в производстве и применяются почти повсеместно, тогда как неорганические занимают специализированную нишу высокоточных приборов, стойких к воздействию химически агрессивных сред. При этом производство компактных неорганических ультрафиолетовых светодиодов пока затруднено из-за низкой энергетической эффективности, токсичности или высокой себестоимости.

Компактный ультрафиолетовый диод из шариков оксида олова может использоваться для самых разных медицинских целей
Компактный ультрафиолетовый диод из шариков оксида олова может использоваться для самых разных медицинских целей

Группа физиков под руководством Альберто Палеари (Alberto Paleari) из университета Бикокка в Милане (Италия) заметила, что наноструктуры из диоксида олова (SnO2) обладают интересными оптическими свойствами в ультрафиолетовом диапазоне частот.

Ученые провели серию экспериментов с наночастицами различных размеров окиси олова и выяснили, что шарики из кристаллов SnO2 диаметром 4- 5 нанометров испускают кванты ультрафиолета. Вместе с тем выяснилось, что этот материал постепенно окисляется во время работы излучателя, что быстро приводит такие светодиоды в негодность.

Палеари и его коллеги решили проблему, обернув шарики в пленку из особым образом организованного оксида кремния, который одновременно препятствовал доступу кислорода к атомам олова и не мешал "транспортировке" электронов. Новый материал вел себя достаточно стабильно для того, чтобы собрать экспериментальный ультрафиолетовый светодиод на его базе.

Для этого ученые размешали некоторое количество шариков в тетраэтил-ортосиликате- соединения кремния, кислорода и хвостов этилена- и покрыли тонким слоем небольшие пластинки из обычного кремния.

При высушивании жидкости все органические частицы испарились, и на месте раствора появилась тонкая пленка - своеобразный слоеный "пирог" из оксида кремния с "изюминками" в виде сфер SnO2. Затем Палеари и его коллеги накрыли верхнюю часть пленки сверхтонкими электродами из титана и золота и проверили работу своего изобретения.

Как и ожидали ученые, устройство исправно излучало в ультрафиолетовом диапазоне с достаточно высокой эффективностью - на выработку одного ультрафиолетового фотона оно тратило около 300 электронов. Для сравнения, самые удачные варианты неорганических диодов в инфракрасном диапазоне расходуют около тысячи электронов на испускание одного фотона в этой части спектра.

Экспериментальный светодиод оказался достаточно устойчивым для работы в химически агрессивных средах - в воде, ацетоне, этаноле и других органических растворителях. Ученые полагают, что их изобретение можно приспособить для производства различных медицинских датчиков или других приборов, где необходимы миниатюрные и стойкие излучатели ультрафиолета.


Источники:

  1. РИА Новости




Пользовательского поиска




Пять неожиданных и грандиозных открытий физики

Мария Склодовская-Кюри - единственная в истории женщина, получившая две Нобелевские премии

Нобелевская премия по физике — 2017 - за решающий вклад в создание детектора LIGO и регистрацию гравитационных волн

Виталий Гинзбург, лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г.

Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна





Дамы всех органический хлопок.

© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru