科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)出納米線UV LED,發(fā)光強(qiáng)度是同類 LED的五倍

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)出納米線UV LED，由于采用了特殊類型的外殼，其發(fā)光強(qiáng)度是基于更簡(jiǎn)單外殼的同類LED產(chǎn)生的光強(qiáng)度的五倍。

UV LED的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，包括聚合物固化、水凈化和醫(yī)療消毒等。Micro LED也是可視顯示器的焦點(diǎn)。日前，NIST科學(xué)家正在試驗(yàn)基于納米線的LED，用于電子和生物應(yīng)用的掃描探針針尖。

這款全新的、亮度更高的LED是NITS通過(guò)其在制造高質(zhì)量氮化鎵（GaN）納米線領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。最近，研究人員一直在試驗(yàn)由摻硅GaN制成的納米線核心，這種核心具有額外的電子，被由摻鎂GaN制成的殼體包圍，而這些殼體具有多余的缺失電子的“空穴”。當(dāng)電子和空穴結(jié)合時(shí)，能量以光的形式釋放，這一過(guò)程稱為電致發(fā)光。

NIST研究團(tuán)隊(duì)此前曾展示過(guò)GaN LED，這種LED產(chǎn)生的光，來(lái)源于注入殼層的電子與空穴的重新結(jié)合。新研發(fā)的LED在殼層中添加了少量鋁，從而減少了電子溢出和光重吸收造成的損失。

Nanotechnology雜志描述了最新的研究進(jìn)展，這種亮度更高的LED是由納米線制成，具有所謂的“p-i-n”結(jié)構(gòu)，這是一種可將電子和空穴注入納米線的三層設(shè)計(jì)。向殼層添加鋁有助于將電子限制在納米線核心，進(jìn)而促進(jìn)電致發(fā)光的亮度提升五倍。

該論文的主要作者M(jìn)att Brubaker解釋道：“鋁的作用是引入電流的不對(duì)稱性，進(jìn)而阻止電子流入殼層，雖然這樣一來(lái)會(huì)降低效率，但是卻可將電子和空穴限制在納米線核心?！?/p>

納米線測(cè)試結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)約為440nm，殼厚度約為40nm。最終的LED，包括外殼，幾乎比原先大了10倍。研究人員發(fā)現(xiàn)，加入到制造結(jié)構(gòu)中的鋁量取決于納米線的直徑。

研究團(tuán)隊(duì)小組長(zhǎng)Kris Bertness表示，目前至少有兩家公司正在開(kāi)發(fā)基于納米線的Micro LED，NIST就與其中一家公司簽署了合作研發(fā)協(xié)議，以開(kāi)發(fā)摻雜劑和結(jié)構(gòu)表征方法。研究人員已經(jīng)與掃描探針公司就在他們的探針針頭中使用NIST LED進(jìn)行了初步討論，預(yù)計(jì)NIST很快會(huì)展示相關(guān)原型LED用具。