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纳米级LED战胜“功率下降”难题,还能发射激光

《科学发展》杂志8月14日报导,美国国家标准与技能研究所、马里兰大学和伦斯勒理工学院等开发了一种新式发光二极管,有望打破长期存在的光源功率约束。研究人员经演示试验后发现,新式LED的亮度是传统亚微米级…

《科学发展》杂志8月14日报导,美国国家标准与技能研究所、马里兰大学和伦斯勒理工学院等开发了一种新式发光二极管,有望打破长期存在的光源功率约束。研究人员经演示试验后发现,新式LED的亮度是传统亚微米级LED的100~1000倍,而且具有发生激光的才能。这些特性在规模化和小型化运用中具有潜在运用价值。

NIST研究人员Babak Nikoobakht说:“这是制作LED的新架构。尽管咱们运用的资料与传统LED设备相同,但对它们的形状进行了改善。”

尽管LED设备敞开了照明新时代,但即便是现在运用的LED设备,也有它的局限性:在必定程度上,添加LED的电量会使其宣布的光更亮堂。但是,亮度很快就会下降,使LED的功率变得十分低。“功率下降”问题约束了LED在通讯技能、杀毒等多个范畴的运用。

Nikoobakht等规划的新式LED设备克服了功率下降问题,但这完全是意外之喜——他们的首要方针仅仅制作一种微型LED,以满意芯片试验室技能的需求。

与传统LED运用的平面规划不同,研究人员在新LED中引入了氧化锌翅片。翅片阵列看起来就像一把小梳子,并可以向1厘米以外区域延伸。

Nikoobakht解说说:“咱们从翅片结构上看到了期望,由于它们细长的形状和较宽的旁边面或许可以接纳更多电流。一开始,咱们仅仅想测验一下新架构能接受多高的电流,成果却发现它变得越来越亮。”

新LED能发射出紫光至紫外光的亮堂光线,发生的功率是一般小型LED的成百上千倍。Nikoobakht说:“这是一个重要的基础性发现。面积约1平方微米的LED,发光功率约为22纳瓦,而新LED能发生高达20微瓦的功率。”

在试验过程中,研究人员还取得了另一个惊人的发现:尽管新LED开始是在必定波长规模内发光,但它相对较宽的发射光规模终究缩小为两个波长的激烈紫光。这说明,新LED设备变成了微型激光器。

Nikoobakht说:“将LED转换为激光十分不容易。它需要将LED与谐振腔耦合,使光在腔内反射。翅片结构让新LED可以独立完结整个作业,无需再依托谐振腔。”

微型激光器在化学传感、便携式通讯产品、高清显示器和芯片级设备等方面,都有重要运用价值。Nikoobakht说:“新式LED设备有或许成为未来运用的要害组成部分之一。它能宣布亮堂的激光,而且功率不会下降。”

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