Zespół badawczy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu (TU Wien) opracował nowy rodzaj diod LED, który generuje światło z rozpadu radiacyjnego kompleksów ekscytonu w niezwykle cienkich warstwach.
Naukowcy opracowali tzw. Kompleksy ekscytonów wielocząstkowych, stosując impulsy elektryczne do bardzo cienkich warstw materiału z wolframu i selenu lub siarki. Te skupiska ekscytonów są stanami wiążącymi złożonymi z elektronów i „dziur” w materiale i mogą zostać przekształcone w światło. Rezultatem jest innowacyjna forma diody emitującej światło, w której długość fali żądanego światła może być kontrolowana z dużą precyzją. Odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications”.
(Aday Molina Mendoza, Matthias Paur, Thomas Müller; Obraz: TU Wien)
Elektrony i dziury
W materiale półprzewodnikowym ładunek elektryczny może być transportowany na dwa różne sposoby. Z jednej strony elektrony mogą przemieszczać się bezpośrednio przez materiał od atomu do atomu, w którym to przypadku pobierają ładunek ujemny. Z drugiej strony, jeśli gdzieś w półprzewodniku brakuje elektronu, punkt ten zostanie naładowany dodatnio i określany jako „dziura”. Jeśli elektron porusza się w górę od sąsiedniego atomu i wypełnia dziurę, to z kolei pozostawia dziurę w swojej poprzedniej pozycji. W ten sposób dziury mogą przechodzić przez materiał w sposób podobny do elektronów, ale w przeciwnym kierunku.
„W pewnych okolicznościach dziury i elektrony mogą wiązać się ze sobą” - powiedział prof. Thomas Mueller z Photonics Institute (Wydział Elektrotechniki i Informatyki) w TU Wien. „Podobnie jak elektron krążący wokół dodatnio naładowanego jądra atomu w atomie wodoru, elektron może krążyć wokół dodatnio naładowanej dziury w stałym obiekcie”.
Możliwe są również złożone stany wiązania z trionami, biekscytonami lub kwintonami, które obejmują trzy, cztery lub pięć partnerów wiążących. „Na przykład bieksyton jest ekwiwalentem cząsteczki wodoru H2” - wyjaśnia Thomas Mueller.
(Zdj .: TU Wien)
Dwuwymiarowe warstwy
W większości ciał stałych takie stany wiązania są możliwe tylko w skrajnie niskich temperaturach. Jednak sytuacja jest inna w przypadku tak zwanych „materiałów dwuwymiarowych”, które składają się tylko z cienkich warstw atomowych. Zespół w TU Wien, którego członkami byli również Matthias Paur i Aday Molina-Mendoza, stworzył sprytnie zaprojektowaną strukturę sandwiczową, w której cienka warstwa tlenku wolframu lub disiarczku wolframu jest zamknięta między dwiema warstwami azotku boru. Za pomocą elektrod grafenowych można zastosować ładunek elektryczny do tego ultracienkiego układu warstw.
„Ekscytony mają znacznie wyższą energię wiązania w dwuwymiarowych układach warstwowych niż w konwencjonalnych ciałach stałych i dlatego są znacznie bardziej stabilne. Proste stany wiązania składające się z elektronów i dziur można wykazać nawet w temperaturze pokojowej. Duże kompleksy ekscytonów można wykryć w niskich temperaturach ”- powiedział Thomas Mueller. Różne kompleksy ekscytonów mogą być wytwarzane w zależności od tego, jak system jest zasilany energią elektryczną za pomocą krótkich impulsów napięcia. Gdy te kompleksy rozpadają się, uwalniają energię w postaci światła, tak jak nowo opracowany system warstw działa jako dioda emitująca światło.
„Nasz system warstw świetlnych nie tylko stanowi doskonałą okazję do badania ekscytonów, ale jest również innowacyjnym źródłem światła”, mówi Matthias Paur, główny autor badania. „Mamy teraz diodę emitującą światło, na którą można szczególnie wpłynąć długość fali - i bardzo łatwo, po prostu zmieniając kształt zastosowanego impulsu elektrycznego”.
Artykuł i zdjęcie z internetu, jeśli jakiekolwiek naruszenie pls skontaktuje się z nami w celu usunięcia.
NeoDen zapewnia kompletne rozwiązania linii montażowej smt, w tym piekarnik SMT reflow, maszynę do lutowania falowego, maszynę pick and place, drukarkę pasty lutowniczej, ładowarkę PCB, urządzenie do rozładowywania płytek drukowanych, moduł chipowy, urządzenie SMT AOI, urządzenie SMT SPI, urządzenie rentgenowskie SMT Urządzenia linii montażowej SMT, urządzenia do produkcji PCB części zamienne smt itp. Wszelkiego rodzaju maszyny SMT, których możesz potrzebować, skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji:
Hangzhou NeoDen Technology Co., Ltd
Web: www.neodentech.com
E-mail: info@neodentech.com