Созданы чистые красные светодиоды

14.05.2020

Инженеры-электрики из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы создали чистые красные светодиоды.

Создание чистых красных светодиодов из нитридных кристаллов - задача, которая до сих пор разочаровывала инженеров. Тем не менее, эти светодиоды имеют жизненно важное значение для создания следующего поколения энергосберегающих микро-светодиодных дисплеев, соответствующих органическим светодиодам и для создания освещения с настройкой цвета.

"Инженеры-электрики уже могут изготавливать яркие светодиоды из разных материалов для получения разных цветов. Но чтобы улучшить технологии отображения, инженеры должны интегрировать три основных цветных светодиода - красный, зеленый и синий - в одну микросхему", - объясняет инженер-электрик Дайсуке Иида. Это означает, что им нужно найти один материал, который подходит для изготовления всех трех цветов. Материал должен быть способен воспроизводить каждый цвет с высокой интенсивностью и в идеале он должен иметь высокую выходную мощность, но использовать относительно небольшое напряжение батареи.

Лучшие кандидаты для создания всех трех цветов - это семейство соединений, называемых нитридными полупроводниками. Это кристаллы, содержащие азот, которые теоретически могут быть использованы для создания светодиодов, излучающих свет с длинами волн от ультрафиолетового до инфракрасного, который включает в себя весь видимый спектр. Инженеры обычно используют нитрид галлия для изготовления синих и зеленых светодиодов, но у них очень долго не получалось сделать ярко-красные светодиоды с этим кристаллом. "Красного свечения почти невозможно было достичь, другим группам удавалось получить только оранжевый, - говорит глава исследовательской группы Казухиро Окава. - Теперь мы разработали систему выращивания кристаллов для создания чистых красных светодиодов".

Замена большой части галлия элементом индий дает желаемый красный цвет, но это трудно сделать, потому что индий легко испаряется из кристалла. Поэтому Иида, Окава и его коллеги создали реактор с дополнительными парами индия над поверхностью кристалла - процесс, известный как металлоорганическое парофазное осаждение. Это добавленное давление предотвращает выход индия в кристалле. "Это дает нам более высокую концентрацию индия на поверхности, - говорит Окава. - Это наш секрет!"

Но пришлось преодолеть еще одно препятствие. Индий состоит из атомов большего размера, чем галлий, поэтому, когда он вводится, он создает дефекты в кристалле, ухудшая качество выходного света. Задача команды заключалась в добавлении алюминия, который имеет маленькие атомы. "Введение малых атомов снижает нагрузку на кристалл, что приводит к уменьшению количества дефектов кристалла", - говорит Иида.

"Еще одним преимуществом является то, что светодиоды работают примерно на половину напряжения своих конкурентов, - говорит Окава. - Это продлит срок службы батарей".

<< Назад: Успешная 3D-печать в космосе 15.05.2020

>> Вперед: 7-нм процессоры Ryzen Pro 4000 для бизнес-ноутбуков 14.05.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Потоковый аккумулятор с жидким металлом 28.07.2018 В Стэнфорде наши способ сделать аккумуляторы дешевле, одновременно улучшив их характеристики - в частности, увеличив энергетическую плотность. Ученые использовали концепцию потокового аккумулятора, в котором для хранения заряда используется поток проводящей жидкости. Электростанции, работающие на энергии солнца или ветра, вырабатывают электричество неравномерно, а аккумуляторы для компенсации неравномерности очень дороги, что увеличивает срок окупаемости привлекательных с точки зрения экологии энергетических установок. Исследователи из университета Стэнфорда наши способ сделать аккумуляторы дешевле, одновременно улучшив их характеристики - в частности, увеличив энергетическую плотность. Ученые использовали концепцию потокового аккумулятора, в котором для хранения заряда используется поток проводящей жидкости. В отличие от предыдущих подходов, когда использовались жидкости со сравнительно небольшой энергоемкостью, к тому же требующие высоких температур или состоящие из дорогих и токсичных компонентов, на этот выбор пал на "жидкий металл" из натрия и калия. Этот материал сохраняет текучесть при комнатной температуре, является безвредным и недорогим. В то же время, теоретически он способен хранить в 10 раз больше энергии в расчете на единицу массы, чем другие кандидаты, опробованные в этом качестве. Для разделения положительной и отрицательной части аккумулятора используется керамическая мембрана. Прототип вдвое превзошел "обычные потоковые аккумуляторы" по максимальному напряжению, сохраняя свои свойства после тысяч часов эксплуатации. Впереди еще много работы, в том числе, связанной с выбором материалов, так что о коммерциализации разработки исследователи пока не говорят.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025