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克服长期存在的效率问题,NIST最新发布小而明亮的纳米级LED

阅读次数: 添加时间:2020/08/19  作者:dgyadmin

jameswen

NIST最新发布:小而明亮的纳米级LED克服长期存在的LED效率问题的新设计足球五大联赛竞猜官网注册,并且可以转换成激光启动足球五大联赛竞猜官网注册。

美国国家标准与技术研究所(NIST)的科学家的团队开发出了一种新型LED足球五大联赛竞猜官网注册,该LED可能是解决长期以来光源效率限制难题的关键足球五大联赛竞猜官网注册。这一概念在实验室用微型LED进行了演示,实现了亮度的大幅提高并具有产生激光的能力。

该团队还包括来自马里兰大学、伦斯勒理工学院和IBM Thomas J. Waston研究中心的科学家,该LED的亮度比传统的亚微米大小的LED增加了1001000倍。

NISTBabak Nikoobakht介绍,该LED与传统LED使用的材料相同,不同之处在于它们的形状,该LED采用了制造LED的新架构足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。 LED灯已经存在了几十年足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,但明亮LED的发展赢得了诺贝尔奖,并开启了照明的新时代足球五大联赛竞猜官网注册。然而,即使是现代的LED也有它的局限性足球五大联赛竞猜官网注册,在一定程度上,增加LED的电量会使其发光更加明亮足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,但很快亮度就会降低足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,使得LED的效率非常低足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。这个被业界称为效率下降的问题阻碍了LED在从通信技术到杀毒等许多有前景的应用领域的应用足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。

团队对该LED进行了全新设计的实验:与传统LED中使用的平面设计不同足球五大联赛竞猜官网注册,研究人员用又长又薄的氧化锌线制造了一种光源足球五大联赛竞猜官网注册,他们称之为翅片(是相对而言的:每个翅片只有大约5微米长足球五大联赛竞猜官网注册,大约是人类平均头发宽度的十分之一)足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。翅片阵列看起来像一个小梳子足球五大联赛竞猜官网注册,可以延伸到1厘米或更多的区域足球五大联赛竞猜官网注册。

LED像素设计示意图 图片来源:NIST

翅片LED像素设计包括发光的氧化锌翅片(紫色)足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册、绝缘介质材料(绿色)和金属接触(黄色)

这个新设计能发出横跨紫色和紫外光边界波长的明亮的光足球五大联赛竞猜官网注册,产生的能量是典型的小型LED1001000倍足球五大联赛竞猜官网注册,是一个重要的基础性发现足球五大联赛竞猜官网注册。

Nikoobakht说:一个典型的面积小于1平方微米的LED发光功率约为22纳瓦,但这种LED能产生高达20微瓦的功率足球五大联赛竞猜官网注册。这表明这种设计可以克服LED的效率下降足球五大联赛竞猜官网注册,使光源变得更亮。

在增加电流的同时足球五大联赛竞猜官网注册,研究小组还发现了另一个惊人的现象足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。虽然LED起初在一个波长范围内发光足球五大联赛竞猜官网注册,但它相对较宽的光发射最终缩小到两个波长的强烈紫色光足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。这清楚地表明了他们的微型LED变成了微型激光器。

Nikoobakht说:LED转换成激光需要很大的努力。它通常需要将LED与谐振腔耦合足球五大联赛竞猜官网注册,使光在谐振腔周围反射足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,从而产生激光。而翅片的设计可以自己完成整个工作足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,不需要增加另外的腔足球五大联赛竞猜官网注册。

微型激光器不仅在化学传感领域足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册,而且在下一代手持通信产品足球五大联赛竞猜官网注册、高清显示器和消毒方面,对于芯片规模的应用来说是至关重要的。

Nikoobakht说:它很有潜力成为一个重要的组成部分,虽然这不是人类制造的最小的激光发射器足球五大联赛竞猜官网注册,但它非常明亮足球五大联赛竞猜官网注册。如果效率没有下降,它将会大有用处足球五大联赛竞猜官网注册足球五大联赛竞猜官网注册。(来源:国际半导体照明联盟ISA

 

 



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