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新的纳米镜头LED倒出“效率下垂” - 还转化为激光

2020年8月28日经过卢克詹姆斯

虽然研究人员旨在为实验室芯片创建LED,但它们巧合越克服“效率下垂”并将LED转为激光器。

NIST的科学家已经建成了纳入效率问题的“更好”的纳米级LED多年来,这已经困扰了LED应用 - 也可以变成激光。

最初,来自美国国家科学与技术研究所(NIST),马里兰州,Rensselaer理工学院大学的联合研究团队以及IBM Thomas J. Watson研究旨在创造一个发光二极管(LED)以极其使用小型应用,如所谓的实验室技术

虽然他们成功地这样做,但研究团队还规定了对常与LED相关的“效率下垂”的长期挑战的解决方案。

克服效率下垂

效率下垂描述了当LED在喂食更多的电力时更明亮地闪耀的情况,但随着亮度下降,开始缓慢昏暗。这使得LED高度低效并防止其用于各种有前途的应用,例如某些通信技术。

LED

LED包括发光的氧化锌翅片(紫色),隔离介电材料(绿色)和金属接触(黄色)。使用B. Nikoobakht / n的图片。Hanacek,NIST

然而,NIST科学家认为他们已经设计了一种克服这种效率限制的方法。据报道,研究小组在实验室中展示的概念,据报道,亮度的“戏剧性”增加,以及在规模和尺寸的一系列有价值的应用中创造激光 - 可能铺平道路的能力小型化格式。

“这是一种制作LED的新架构,”NIST的巴巴克Nikoobakht说,他想出了新的设计。“我们使用与传统LED相同的材料。但我们的使用不同的形状。“

亮度显着增加

研究论文, 出版于科学推进,解释了团队如何在鳍的形状中找到灵感;他们推测,在侧面上具有大面的这种细长形状将在理论上接收更多电流。

为了他们的惊喜,研究人员观察到,LED简单地继续更加亮,随着电流增加而不是燃烧。总的来说,团队的LED器件在virten和紫外线之间的常规亚微米LED和边界之间的发射波长呈现为100至1000倍的亮度增加。

与传统LED中使用的平面设计不同,研究人员称鳍的长薄氧化锌股有约5微米长,围绕平均人发宽度的宽度延伸为十分之一。

图描绘了对P-GaN上的N-Zno Fin LED的布局和生产步骤

图表描述了P-GaN上的N-ZnO翅片LED的布局和生产步骤。使用的图像礼貌科学推进

“南卡罗来纳大学电气工程教授Grigory Simin说:”这是我所看到的最有效的解决方案之一,“南卡罗来纳大学,并没有参与该项目。

从LED到激光:前所未有的结果

该团队还在增加了另一个发现的发现:LED的波长最终缩小到两个强烈紫色颜色的波长。有效地,微小的LED已成为激光。

将LED转换为激光器并不容易壮举。它通常需要将LED耦合到谐振腔,其允许光反射以使激光反弹。然而,研究研究声称鳍的设计在没有添加另一个腔的情况下自行促进这一点。

研究团队说,对于诸如下一代电子设备和手持式通信产品之类的芯片级应用,例如,微小的激光将是至雷竞技最新app关重要的。他们认为,由于没有效率下垂,它持有很多潜力是“重要的构建块”。