Nanopartikkelit voivat kannustaa parempia LED-valoja, näkymättömyysvaatteita

- Aug 24, 2017 -

Ennusteessa, joka voisi lisätä LED-valaistuksen tehokkuutta 50 prosentilla ja jopa avata tien näkymättömyyskarkotuslaitteille, Michiganin yliopiston tutkijoiden ryhmä on kehittänyt uuden tekniikan, jossa paprikat metallinen nanohiukkaset osaksi puolijohteita.

 

Se on ensimmäinen tekniikka, joka voi edullisesti kasvattaa metalli nanohiukkasia sekä puolijohteiden pinnalla että sen alapuolella. Prosessi lisää käytännöllisesti katsoen mitään kustannuksia valmistusvaiheessa ja sen parantunut tehokkuus voi antaa valmistajille mahdollisuuden käyttää vähemmän puolijohteita valmiisiin tuotteisiin, jolloin ne ovat edullisempia.

Metalliset nanopartikkelit voivat lisätä LEDien tehokkuutta useilla eri tavoilla. Ne voivat toimia pieninä antenneina, jotka muuttavat ja ohjaavat puolijohdea kulkevan sähkön, kääntämällä sitä enemmän valolle. Ne voivat myös auttaa heijastamaan valoa laitteesta, estäen sen jäämisen sisään ja hukkaan.

Prosessia voidaan käyttää LED-valaistuksessa käytetyn galliumnitridin kanssa, ja se voi myös tehostaa muiden puolijohdetuotteiden, myös aurinkokennojen, tehokkuutta. Se on yksityiskohtainen julkaisussa Journal of Applied Physics.

"Tämä on saumaton lisäys valmistusprosessiin, ja se tekee siitä niin jännittävän", sanoo materiaalitieteen ja -tekniikan professori Rachel Goldman ja fysiikka. "Kyky luoda kolmiulotteisia rakenteita näillä nanohiukkasilla koko ajan avaa monia mahdollisuuksia."

 

Keskeinen innovaatio

Ajatus nanohiukkasten lisäämisestä LED-hyötysuhteen lisäämiseksi ei ole uusi. Mutta aikaisemmat ponnistelut niiden sisällyttämiseksi ovat olleet epäkäytännöllisiä suuren mittakaavan valmistuksen kannalta. He keskittyivät köyhiin metalleihin kuten hopeaan, kultaan ja platinaan. Lisäksi hiukkasten koko ja etäisyys on erittäin tarkka; tämä edellytti ylimääräisiä ja kalliita valmistusvaiheita. Lisäksi ei ollut kustannustehokasta tapaa sisällyttää hiukkasia pinnan alapuolelle.

Goldmanin tiimi löysi yksinkertaisemman tavan, joka integroituu helposti molekyylisädepitaksiprosessiin, jota käytetään puolijohteiden valmistamiseen. Molekyylinen säde epitaxy sumuttaa useita kerroksia metallisia elementtejä kiekkoon. Tämä luo juuri oikeat johtavat ominaisuudet tietylle tarkoitukselle.

UM-tutkijat käyttivät ionisäteitä näiden kerrosten väliin - vaihe, joka työntää metallia puolijohdekiekalta ja pinnalle. Metallia muodostaa nanomittakaavan hiukkasia, jotka palvelevat samaa tarkoitusta kuin kalliit kulta- ja platinahapot aikaisemmassa tutkimuksessa. Niiden kokoa ja sijoitusta voidaan tarkasti säätää vaihtelemalla ionipalkin kulmaa ja voimakkuutta. Ja ionipalkin levittäminen kerroksen välillä luo puolijohdetietokoneen nanopartikkeleiden välissä.

 



Pari:Lisääntynyt käyttö Hopeananopartikkeleita terveydenhuollossa houkuttelee kysynnän Seuraava:Johdolliset Ink Markets 2017-2027: ennusteet, teknologiat, pelaajat