LED onmoontlik kan skerms, beligting en elektronika verander

Navorsers aan die Universiteit van Cambridge het 'n nuwe tipe gedemonstreer LED onmoontlik'n Toestel wat isolerende nanopartikels kan laat lig uitstraal wanneer dit deur elektrisiteit aangedryf word. Die deurbraak is in die tydskrif gepubliseer. Aard en versprei deur die universiteit via ScienceDailyDit is nog in die laboratoriumfase, maar dit kan die weg baan vir meer presiese skerms, optiese sensors, liggebaseerde kommunikasie en mediese toerusting wat dieper in biologiese weefsels kan sien. Leer meer:

Lees ook: verstaan Wat is Mikro-LED?, leer ken Mikro RGB-tegnologie vir skerms en sien die Odyssey OLED G5-monitor bekendgestel in Brasilië.

Waarom word dit "onmoontlik" genoem?

Die naam kom van die hoofhindernis wat deur die wetenskaplikes oorkom is: die nanopartikels wat in die eksperiment gebruik is, is elektriese isolatorsEenvoudig gestel, beteken dit dat hulle nie maklik stroom gelei nie. En as 'n materiaal nie elektrisiteit gelei nie, behoort dit normaalweg nie 'n goeie basis vir 'n LED te wees nie, aangesien tradisionele LED's staatmaak op die inspuiting van elektriese ladings om lig op te wek.

Hierdie deeltjies word genoem lantanied-gedoteerde nanopartikelsLaevlak-magnetiese deeltjies (LnNP's), of LnNP's, was reeds bekend daarvoor dat hulle uiters stabiele lig uitstraal met 'n baie nou spektrum en sonder die ongewenste effekte van flikkering of vinnige degradasie. Die probleem is dat hierdie eienskappe tot dusver moeilik was om na elektroniese toestelle te bring wat direk deur lae spanning aangedryf word.

Hoe die nuwe LED werk

Die oplossing wat die span by die Cavendish-laboratorium in Cambridge gevind het, was om organiese molekules as 'n soort energiebrug te gebruik. Die navorsers het 'n molekule genaamd [naam van molekule ontbreek] aan die oppervlak van die nanopartikels geheg. 9-antraceenkarboksielsuur, of 9-ACA, wat in die studie as 'n "molekulêre antenna" beskryf word.

In plaas daarvan om 'n elektriese stroom deur die isolerende nanopartikel te probeer forseer, spuit die toestel ladings in die organiese molekules in. Hierdie molekules vang die elektriese energie vas en gaan in 'n opgewekte toestand bekend as... diskant en dra hierdie energie oor na die lantaaniedione binne die nanopartikel. Van daar af straal die materiaal lig uit.

Volgens die artikel wat gepubliseer is in AardHierdie benadering het die skep van LnNP-gebaseerde LED's met 'n aandrywingsspanning van ongeveer ... moontlik gemaak. 5 volts, baie noue emissie in die elektromagnetiese spektrum en superieure eksterne kwantumdoeltreffendheid teenoor 0,6% in die nabye-infrarooi (NIR-II) venster. Die Universiteit van Cambridge-publikasie beklemtoon ook dat die drievoudige energie-oordrag na nanopartikels kan gaan van 98% van doeltreffendheid.

Wat is nabye-infrarooi lig (NIR-II)?

NIR-II is 'n groep van naby infrarooi wat nie vir die menslike oog sigbaar is nie, maar baie nuttig is vir wetenskaplike en mediese toepassings. Een van die redes is dat hierdie tipe lig deur biologiese weefsels kan beweeg met minder verstrooiing as sigbare golflengtes, wat beeldvorming en waarnemingstegnieke kan verbeter.

In die praktyk kan 'n LED met baie suiwer en beheerde emissie in hierdie reeks nuttig wees in toerusting wat optiese seine met hoë presisie moet verlig of opspoor. Dit sluit in biomediese beeldvormingstoestelle, sensors, optiese kommunikasiestelsels en komponente vir gevorderde elektronika.

Waarom kan dit skerms en elektronika beïnvloed?

Die mees onmiddellike impak is nie om jou foonskerm môre te vervang nie. Die navorsing is steeds in die bewys-van-konsep-stadium. Tog is die bevinding relevant omdat dit 'n nuwe manier toon om materiale wat voorheen as moeilik beskou is om elektries aan te dryf, in beheerbare ligstralers te omskep.

• Skerms en uitstallings: Uiters nou emissie kan nuttig wees in tegnologieë wat baie presiese kleure of golflengtes benodig, hoewel die benadering steeds vir kommersiële gebruik aangepas moet word.
• Gespesialiseerde beligting: LED's wat lig in spesifieke reekse uitstraal, kan nuttig wees in wetenskap, nywerheid, sensors en optiese toerusting.
• Geneeskunde en beeldvorming: NIR-II-lig kan voordelig wees vir toestelle wat strukture onder die oppervlak van weefsels moet sien.
• Optiese kommunikasie: Goed gedefinieerde golflengtes is belangrik vir die oordrag en lees van seine met minder geraas.
• Hibriede elektronika: Die metode kombineer organiese en anorganiese materiale, wat nuwe argitekture vir opto-elektroniese toestelle kan inspireer.

Nog 'n belangrike punt is die moontlikheid om die liguitstraling aan te pas deur die tipe en konsentrasie van lantaniede wat in die nanopartikels gebruik word, te verander. Dit dui daarop dat die tegnologie vir verskillende toepassings gemoduleer kan word, in plaas daarvan om vas te sit met 'n enkele kleur of emissiereeks.

Dit is nog nie 'n tegnologie wat gereed is om die verbruiker te bereik nie.

Ten spyte van sy pakkende bynaam, moet die "onmoontlike LED" nie verstaan ​​word as 'n revolusionêre skerm wat gereed is om OLED, Mini LED of Micro LED te vervang nie. Die studie demonstreer 'n fisiese meganisme en 'n funksionele laboratoriumtoestel, maar daar is steeds belangrike uitdagings voor enige kommersiële toepassing: duursaamheid, vervaardigingskaal, koste, integrasie met bestaande stroombane en finale doeltreffendheid in werklike produkte.

Tog is die ontdekking betekenisvol omdat dit 'n hindernis oorkom wat as fundamenteel beskou word: elektries aktiverende isolerende materiale wat uitstekende optiese eienskappe het. As die tegniek volwasse word, kan dit 'n nuwe instrument word vir die ontwerp van gespesialiseerde LED's, mediese sensors, kompakte ligbronne en komponente vir toekomstige generasies elektronika.

Opsomming: wat verander

• Navorsers het LED's geskep met behulp van isolerende nanopartikels wat met lantaniede gedoteer is.
• Organiese molekules tree op as "antennas" wat elektriese ladings vasvang en energie na die nanopartikels oordra.
• Die toestel straal baie suiwer lig in die nabye-infrarooi (NIR-II) reeks uit.
• Tegnologie kan mediese beeldvorming, sensors, optiese kommunikasie, gespesialiseerde skerms en hibriede elektronika bevoordeel.
• Dit is steeds laboratoriumnavorsing, met geen tydlyn vir kommersiële produkte nie.

Sien die video

Kyk ook

Bronne: ScienceDaily/Universiteit van Cambridge e Aard.