Uusi hybridi-materiaali voi innostaa erittäin tehokkaita seuraavan sukupolven näyttöjä

Kaara.tv - kevät 2016 - 17. jakso - koeajossa Toyota Prius 2016 (Saattaa 2019).

Anonim

Intialaisen Institute of Sciencein (IISc) tutkijat ovat luoneet uuden grafeenin ja kvanttipisteiden hybridin, joka on läpimurto, joka voi innostaa tehokkaita ja hallittavissa olevia seuraavan sukupolven näyttöjä ja LEDejä.

Kvanttipisteet ovat puolijohdeteknologisia nanokiteitä, joilla on mahdollisuuksia mullistaa erilaiset teknologiat, kuten aurinkosähkö, lääketieteellinen kuvantaminen ja kvantti-laskenta. Ne voivat absorboida UV-valoa ja tuottaa teräviä, kirkkaita värejä, mikä tekee niistä erityisen houkuttelevaksi seuraavan sukupolven televisioille, älypuhelimille ja LEDeille. Ne ovat kuitenkin huonoja sähköjohtimia ja siksi tehottomia käytettäväksi laitteissa yksinään. Tehokkuuden parantamiseksi tutkijat ovat yrittäneet yhdistää ne grafeenin kanssa, erinomainen johtimen. Grafeenin lisääminen antaisi myös kyvyn keksiä tuotos jopa valmistuksen jälkeen tai kytkeä laitteen päälle ja pois päältä.

Vaikka yhdistelmä toimii hyvin valoilmaisimilla ja antureilla, se on käytännöllisesti katsoen hyödytön näytöille ja LEDeille, koska kvanttipisteet menettävät kykyään emittoida valoa, kun ne fuusioidaan grafeenin kanssa. Muokkaamalla joitakin kokeellisia olosuhteita IISc-tutkijat ovat löytäneet keinon poistaa tämä vaikutus ja luoda erittäin tehokas ja viritettävä hybridi materiaali. ACS Photonicsin julkaisemat tulokset avaavat mahdollisuuksia huipputeknisten näyttöjen ja LEDien uusi sukupolvi.

Kvanttipisteet ovat erittäin pieniä hiukkasia, joiden ominaisuuksilla on huomattavasti parempi kuin tavanomaisilla puolijohteilla. Kun ne aktivoidaan UV-valolla, ne voivat tuottaa näkyvää valoa eri väreistä koosta riippuen. Pienet pisteet tuottavat esimerkiksi sinistä valoa, kun taas suuret säteilevät punaisena.

Ne imevät valoa hyvin, mutta ne ovat huonoja sähköjohtimia; kvanttipistepohjaiset laitteet, jotka muuntavat valon sähkön, eivät siksi ole kovin tehokkaita. Grafene on puolestaan ​​melkein läpinäkyvä valolle, mutta se on erinomainen sähköjohdin. Kun nämä kaksi yhdistetään, grafi fie voi periaatteessa nopeasti vetää absorboidun energian kaukana kvanttipisteistä, pienentämällä energiahäviötä ja muuntamalla sen esimerkiksi sähköiseksi signaaliksi. Tämä mahdollistaa erittäin helppokäyttöisten laitteiden, kuten valoilmaisimien, luomisen.

"Sinulla on molempien parasta", sanoo professori, fysiikan laitos IISc, professori Jaydeep Kumar Basu.

Flip-diassa energian siirto grafeenille jättää kvanttipisteitä, joilla ei ole lainkaan energiaa emittoi valoa, mikä on mahdotonta käyttää niitä näytöissä tai LEDeissä.

"Se on yksi alue, jossa näiden hybridimateriaalien käyttö ei ole poistunut tämän vaikutuksen vuoksi", Basu sanoo. "Graphene toimii kuin sieni, mitä tulee kvanttipisteisiin, se ei salli mitään päästöjä."

Basun tiimi yritti voittaa tämän "sammutusvaikutuksen" tuomalla esiin ilmiön, jota kutsutaan superradianceksi. Kun kerroksessa olevat yksittäiset atomit tai emitterit (kuten kvanttipisteet) ovat innoissaan, kukin jakaa valoa itsenäisesti. Tietyissä olosuhteissa kaikki atomit tai emitterit voidaan tehdä emittoimaan valoa yhteistyössä. Tämä tuottaa erittäin kirkkaan valon, jonka intensiteetti on huomattavasti suurempi kuin yksittäisten päästöjen kokonaismäärä.

Edellisessä tutkimuksessa Basun tiimi pystyi tuomaan superradiance ohut kvanttipisteiden kerros yhdistelemällä sen metalli nanopartikkeleihin tietyissä kokeellisissa olosuhteissa. Ne toivat nämä olosuhteet uusissa kvantti-dot-grafeenin hybridilaitteissa ylimyrskyjen tuottamiseksi, joka oli tarpeeksi vahva kompensoimaan sammutus. Mallien avulla he havaitsivat, että tämä tapahtuu, kun yksittäiset kvanttipisteet ovat 5 nm tai vähemmän toisistaan ​​ja kvanttipistekerros ja grafeenit erotetaan 3 nm: n tai pienemmällä etäisyydellä.

"Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että pystymme poistamaan tämän" sienen "vaikutuksen ja pitämään säteilijät elossa, Basu sanoo.

Kun ylirasitus hallitsi, grafieenin läsnäollessa emittoituvan valon voimakkuuden havaittiin myös olevan kolminkertainen verrattuna siihen, mitä olisi voitu saavuttaa käyttämällä kvanttipisteitä yksinään.

"Graphenin etu on se, että voit myös virittää sähköisesti", Basu sanoo. "Voit muuttaa voimakkuutta yksinkertaisesti vaihtamalla jännitettä tai virtaa."

Tutkimus avaa myös uusia keinoja selvittääkseen, miten valo ja materia vaikuttavat nanokokoon, sanovat kirjoittajat.

menu
menu