National Institute of Standards and Technologyn (NIST) nanolankagurut ovat valmistaneet ultraviolettivaloa tuottavia diodeja. Erityistyyppisen kuoren ansiosta nämä ledit tuottavat viisi kertaa korkeamman valointensiteetin kuin vertailukelpoiset ledit, jotka perustuvat yksinkertaisempaan kuoriratkaisuun.
Ultraviolettivaloja käytetään yhä useammassa sovelluksessa, kuten polymeerikovetuksessa, vedenpuhdistuksessa ja lääketieteellisessä desinfioinnissa. Mikroledit ovat myös kiinnostavia visuaalisia näyttöjä ajatellen.
NIST:n henkilökunta kokeilee nanolanka tyyppisiä ledejä myös elektroniikan ja biologian sovelluksiin tarkoitettujen skannauskoettimien kärjissä. Uudet, kirkkaammat ledit ovat tulosta NIST:n asiantuntemuksesta laadukkaiden galliumnitridi- eli GaN-nanolankojen valmistuksessa.
Äskettäin tutkijat kehittivät nanolankaisia ytimiä, jotka valmistettiin piillä seostetusta GaN:stä. Yhdisteessä on ylimääräisiä elektroneja ja sitä ympäröi magnesiumilla seostettu GaN-kuori, jolla on ylimääräisiä aukkoja. Kun elektroni ja aukko yhdistyvät, energia vapautuu valona, joka tunnetaan elektroluminesenssina.
Nyt kehitetyissä uusissa ledeissä on pieni kerros alumiinia kuorikerroksessa, mikä vähentää elektronien ylivuodon ja valon uudelleen absorboitumisen aiheuttamia häviöitä. Nanolankaiset testirakenteet olivat noin 440 nanometriä pitkiä, ja kuoren paksuus oli noin 40 nanometriä. Lopulliset ledit olivat lähes kymmenen kertaa suuremmat.
Tutkimusryhmän johtaja Kris Bertness kertoo, että ainakin kaksi yritystä kehittää jo nanolankoihin perustuvia mikroledejä. Toisen kanssa niistä NIST:llä on tutkimus- ja kehittämissopimus, jossa kehitetään seostuksen ja rakenteen karakterisointimenetelmiä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 8.4.2019
