研究者は初めて、軽量のフレキシブル金属箔上に発光ダイオード(LED)を作成しました。
オハイオ州立大学のエンジニアは、兵士や他の人々が飲料水を浄化し、医療機器を滅菌するために使用できるポータブル紫外線(UV)ライト用の箔ベースのLEDを開発しています。
Applied Physics Letters誌では、研究者らは、UVスペクトルの高エネルギーの「深い」端で輝くようにLEDをどのように設計したかを説明しています。大学はさらなる発展のために産業界に技術をライセンスします。
深いUV光は、生物学的薬剤の検出からプラスチックの硬化まで、さまざまな用途に軍、人道支援団体、業界によってすでに使用されています、とオハイオ州立大学の材料科学および工学の准教授であるRoberto Myers氏は説明します。
問題は、従来の深紫外線ランプが重すぎて持ち運びが簡単ではないことです。
「現在、深い紫外線を作りたいのであれば、水銀灯を使わなければなりません」と、電気工学とコンピュータ工学の准教授でもあるマイヤーズは言いました。「水銀は有毒で、ランプはかさばり、電気的に非効率的です。一方、LEDは本当に効率的であるため、安全でポータブルで安価なUV LEDを作ることができれば、必要な場所で安全な飲料水を作ることができます。
彼は、他の研究グループが実験室規模で深紫外LEDを製造しているが、非常に純粋で剛性の高い単結晶半導体を基板として使用することによってのみ製造されていると指摘した。
箔ベースのナノテクノロジーは、より軽く、安価で、より環境に優しい深紫外LEDの大規模生産を可能にする可能性がある。しかし、マイヤーズと材料科学博士課程の学生ブレロン・J・メイは、彼らの技術がナノフォトニクスとして知られるニッチな研究分野を実行可能な産業に変えるという、もっと何かをしてくれることを望んでいます。
「人々はいつも、ナノフォトニクスはスケールアップできないので、商業的に重要ではないと言っていました。さて、今、私たちはできます。私たちが望むなら、私たちはそれらのシートを作ることができます」とマイヤーズは言いました。「つまり、ナノフォトニクスを大規模製造に検討できるということです」。
部分的には、この新しい開発は、気化した元素材料が表面に沈降し、層またはナノ構造に自己組織化する分子線エピタキシーとして知られる確立された半導体成長技術に依存している。オハイオ州の研究者は、この技術を使用して、チタンやタンタルなどの金属箔片にしっかりと充填された窒化アルミニウムガリウム線のカーペットを成長させました。
個々のワイヤは、高さ約200ナノメートル、直径約20〜50ナノメートルで、人間の髪の毛の何千倍も狭く、肉眼では見えません。
実験室試験では、金属箔上で成長したナノワイヤは、より高価で柔軟性の低い単結晶シリコンで製造されたナノワイヤとほぼ同じくらい明るく点灯した。
研究者らは、ナノワイヤLEDをさらに明るくするために取り組んでおり、次に、スチールやアルミニウムを含むより一般的な金属から作られた箔でワイヤを成長させようとします。
