Cornell-Forscher Entwickeln Lebensfähigen Prozess für Nanocrystal Infrarotled

Published on May 10, 2012 at 7:13 AM

Leuchtdioden an den Infrarotwellenlängen sind die Magie hinter solchen Sachen wie Nachtsicht und optische Nachrichtenübertragungen, einschließlich das Glasfaserrückgrat des Internets. Forscher an der Universität von Cornell haben das Herstellungsverfahren solche LED vorangebracht, Herstellung sie billiger und einfacher zu fabrizieren, die zu ultradünne LED führen konnten, die auf Silikon angestrichen wurde, um Computerverkabelung durch Lichtwellen zu ersetzen.

Die Forschungsgruppe geführt von Frank Klug, von Professor der angewandter und Technikphysik, Am 6. Mai in der Zapfen Natur-Nanotechnologie online berichtet, dass sie Lösungschemie verwendet haben, um Infrarotled aus den nanocrystals heraus zu machen, geläufig bekannt als Quantumspunkte, aus Leitungskabelsulfid heraus.

Ihr Prozess, der miteinbezieht, ausgestrahlte Wellenlängen zu justieren, basierte auf der Steuerung der Größe der nanocrystals, könnte mit das effektive, aber das teuer rivalisieren, Praxis von wachsenden Halbleitermaterialien unter Verwendung des Atom-durchatom Prozesses, der als Epitaxie bekannt ist. Das Cornell nanocrystal LED sind ungefähr so hell wie Epitaxial- gewachsene LED, aber sie wurden unter Verwendung niedrigtemperatur gemacht, Lösung-basiert, das aufbereitend, sind viel billiger.

Infrarotled werden normalerweise von den Kristallen solcher Materialien wie IndiumGalliumarsenid gemacht, und sie können nicht auf dem Silikon wegen ihrer verschiedenen Kristallstrukturen, Kluges gewachsen werden erklärt worden. Bis jetzt hat es keine natürliche Methode gegeben, lichtemittierende Materialien auf Silikon zu machen.

Elektronen Zu Erhalten, um nanocrystals durchzufließen ist eine bedeutende Herausforderung, sagte Wise. Das Cornell-Team tat sie mit etwas kluger Chemie: Sie änderten den Abstand zwischen den nanocrystals, indem sie die Moleküle auf ihren Oberflächen änderten. Längere Kohlenstoffketten produzierten größeren Abstand, der drastisch die Leistungsfähigkeit der Lichtemission beeinflußte. Das Ändern des Abstandes zwischen nanocrystals um eine Hälfte ein nm machte die Einheiten 100mal effizienter, sagte Wise. Die Forscher fanden die optimalen Abstände zwischen nanocrystals, um die LED die hellste Leuchte ausstrahlen zu lassen. Sie maßen jene Abstände unter Verwendung der Röntgenstrahlzerstreuentechnologie, die von der Cornell-Hochenergie-Synchroton-Quelle bereitgestellt wurde (CHESS).

Weil die Cornell-Entwickelten LED durch die aufbereitende Lösung gemacht wurden, können sie mit anderen Materialien leicht integriert werden. Sie konnten zu solche Durchbrüche wie die Fähigkeit führen, die LED auf Silikon „anzustreichen“, zum Beispiel. Solch Eine Anwendung würde Einfluss in den optischen Verbindungen anhalten und tauschen würde elektrische Kabel aus, die jetzt ein Engpass für Drehzahl des modernen Computer-Chips sind. Nachrichtenübermittlung zwischen Chips mit einer Lichtwelle, eher als ein Kabel, wird erwartet, informationsverarbeitendes zu revolutionieren.

Die nanocrystals die Forscher, die verwendet werden, haben Zinsen unter den Leuten geschlagen, die Solarzellen, auch machen. Eine Solarzelle absorbiert Leuchte und strahlt Elektronen als elektrischer Strom aus, der Leistung liefern kann. Leitungskabelsulfid- und Leitungskabelselenid nanocrystals sind führende Kandidaten für das Austauschen des Kadmiumtellurids und andere Materialien fanden in den kommerziellen Solarzellen heute.

Die Mitverfasser des Papiers sind Tobias Hanrath, Assistenzprofessor der chemischen und biomolekularen Technik und George Malliaras, früher ein außerordentlicher Professor von der Materialwissenschaft und -technik in Cornell; sowie ehemaligen Habilitationsmitarbeiter Liangfeng Sun; Studenten im Aufbaustudium Joshua J. Choi, David Stachnik und Adam Bartnik (jetzt ein Belegschaftsmitglied an Wilson-Labor); und Habilitationsmitarbeiter Byung-Ryool Hyun.

Die Arbeit wurde durch die National Science Foundation, die KAUST-Cornell-Mitte für Energie und Nachhaltigkeit, die Staat New York-Basis für Wissenschaft, Technologie und Innovation und SCHACH unterstützt.

Last Update: 10. May 2012 07:32

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