Ett forskargrupp vid Wien University of Technology (TU Wien) utvecklade en ny typ av LED som genererar ljus från strålningsförfallet av excitonkomplex i extremt tunna lager.
Forskare producerade vad de kallade som "multi-partikel exciton komplex" genom att applicera elektriska pulser till extremt tunna lager av material gjorda av volfram och selen eller svavel. Dessa exciton-kluster är bindningstillstånd som består av elektroner och "hål" i materialet och kan omvandlas till ljus. Resultatet är en innovativ form av ljusemitterande diod, där våglängden för det önskade ljuset kan styras med hög precision. Resultatet publicerades i tidskriften Nature Communications.
(Aday Molina Mendoza, Matthias Paur, Thomas Müller, Bild: TU Wien)
Elektroner och hål
I ett halvledarmaterial kan elektrisk laddning transporteras på två olika sätt. Å ena sidan kan elektroner röra sig rakt igenom materialet från atom till atom, i vilket fall de tar negativ laddning med dem. Å andra sidan, om en elektron saknas någonstans i halvledaren kommer den punkten att laddas positivt och kallas ett "hål". Om en elektron flyttar sig från en närliggande atom och fyller hålet, lämnar den i sin tur ett hål i sin tidigare position. På så sätt kan hålen flytta genom materialet på samma sätt som elektroner men i motsatt riktning.
"Under vissa omständigheter kan hål och elektroner binda till varandra", säger professor Thomas Mueller från Photonics Institute (fakulteten för elektroteknik och informationsteknik) på TU Wien. "Liksom hur en elektron kretsar den positivt laddade atomkärnan i en väteatom, kan en elektron kringla det positivt laddade hålet i ett fast föremål."
Komplexa bindningstillstånd med trioner, biexcitoner eller kvintoner som involverar tre, fyra eller fem bindande partners är också möjliga. "Biexcitonen är till exempel excitonekvivalenten av vätemolekylen H2", förklaras Thomas Mueller.
(Bild: TU Wien)
Tvådimensionella lager
I de flesta fasta ämnen är sådana bindningstillstånd endast möjliga vid extremt låga temperaturer. Dock är situationen annorlunda med så kallade "tvådimensionella material", som endast består av atom-tunna skikt. Teamet i TU Wien, vars medlemmar även inkluderade Matthias Paur och Aday Molina-Mendoza, har skapat en smart designad smörgåsstruktur där ett tunt skikt av wolfram diselenid eller wolframdisulfid är låst mellan två bornitridskikt. En elektrisk laddning kan appliceras på detta ultratunna lager system med hjälp av grafenelektroder.
"Excitonerna har en mycket högre bindningsenergi i tvådimensionella skiktsystem än i konventionella fasta ämnen och är därför avsevärt stabila. Enkla bindningstillstånd bestående av elektroner och hål kan demonstreras även vid rumstemperatur. Stora, exciton-komplex kan detekteras vid låga temperaturer, "rapporterade Thomas Mueller. Olika excitonkomplex kan produceras beroende på hur systemet levereras med elektrisk energi med kortspänningspulser. När dessa komplex förlorar, släpper de energi i form av ljus vilket är hur det nyutvecklade lagrets system fungerar som en lysdiod.
"Vårt ljusskiktssystem utgör inte bara en bra möjlighet att studera excitoner, men är också en innovativ ljuskälla", säger Matthias Paur, huvudförfattare till studien. "Vi har därför nu en ljusdiod vars våglängd kan påverkas specifikt - och mycket enkelt också, helt enkelt genom att ändra formen på den elektriska puls som appliceras."
Artikel och bild från internet, om någon överträdelse pls kontakta oss för att radera.
NeoDen tillhandahåller kompletta smt-monteringslösningar, inklusive SMT-återloppsugn, våglödningsmaskin, plocka och placera maskin, lödpasta-skrivare, PCB-laddare, PCB-lossare, chipmounter, SMT AOI-maskin, SMT SPI-maskin, SMT röntgenmaskin, SMT monteringsutrustning, PCB-produktion Utrustning smt reservdelar etc alla slags SMT-maskiner du kan behöva, kontakta oss för mer information:
Hangzhou NeoDen Technology Co, Ltd
Web: www.neodentech.com
E-post: info@neodentech.com