Buat pertama kalinya, penyelidik telah mencipta-diod pemancar cahaya (LED) pada kerajang logam fleksibel ringan.
Jurutera di The Ohio State University sedang membangunkan LED berasaskan foil untuk lampu ultraviolet (UV) mudah alih yang boleh digunakan oleh askar dan orang lain untuk membersihkan air minuman dan mensterilkan peralatan perubatan.
In the journal Applied Physics Letters, the researchers describe how they designed the LEDs to shine in the high-energy "deep" end of the UV spectrum. The university will license the technology to industry for further development.
Cahaya UV dalam telah digunakan oleh tentera, organisasi kemanusiaan dan industri untuk aplikasi daripada pengesanan agen biologi kepada pengawetan plastik, jelas Roberto Myers, profesor bersekutu sains dan kejuruteraan bahan di Ohio State.
Masalahnya ialah lampu UV dalam-konvensional terlalu berat untuk dibawa ke mana-mana.
"Right now, if you want to make deep ultraviolet light, you've got to use mercury lamps," said Myers, who is also an associate professor of electrical and computer engineering. "Mercury is toxic and the lamps are bulky and electrically inefficient. LEDs, on the other hand, are really efficient, so if we could make UV LEDs that are safe and portable and cheap, we could make safe drinking water wherever we need it."
He noted that other research groups have fabricated deep-UV LEDs at the laboratory scale, but only by using extremely pure, rigid single-crystal semiconductors as substrates—a strategy that imposes an enormous cost barrier for industry.
Nanoteknologi berasaskan Kerajang-boleh mendayakan pengeluaran-skala besar bagi LED UV dalam yang lebih ringan, lebih murah dan mesra alam-. Tetapi Myers dan pelajar kedoktoran sains bahan Brelon J. May berharap teknologi mereka akan melakukan sesuatu yang lebih: menjadikan bidang penyelidikan khusus yang dikenali sebagai nanofotonik menjadi industri yang berdaya maju.
"People always said that nanophotonics will never be commercially important, because you can't scale them up. Well, now we can. We can make a sheet of them if we want," Myers said. "That means we can consider nanophotonics for large-scale manufacturing."
Sebahagiannya, pembangunan baharu ini bergantung pada-teknik pertumbuhan semikonduktor yang mantap dikenali sebagai epitaksi rasuk molekul, di mana bahan unsur terwap mengendap pada permukaan dan-bersusun sendiri ke dalam lapisan atau struktur nano. Para penyelidik Ohio State menggunakan teknik ini untuk mengembangkan permaidani wayar aluminium galium nitrida padat pada kepingan kerajang logam seperti titanium dan tantalum.
The individual wires measure about 200 nanometers tall and about 20-50 nanometers in diameter—thousands of times narrower than a human hair and invisible to the naked eye.
Dalam ujian makmal, wayar nano yang ditanam pada kerajang logam menyala hampir sama terangnya dengan yang dihasilkan pada silikon kristal tunggal-yang lebih mahal dan kurang fleksibel.
Para penyelidik sedang berusaha untuk menjadikan LED nanowire lebih terang, dan seterusnya akan cuba mengembangkan wayar pada foil yang diperbuat daripada logam yang lebih biasa, termasuk keluli dan aluminium.
