Een onderzoeksteam van de Technische Universiteit van Wenen (TU Wien) ontwikkelde een nieuw soort LED die licht genereert uit het stralingsverval van excitoncomplexen in extreem dunne lagen.
Onderzoekers produceerden wat zij noemden "multi-particle exciton-complexen" door elektrische pulsen toe te passen op extreem dunne lagen materiaal gemaakt van wolfraam en selenium of zwavel. Deze exciton-clusters zijn hechttoestanden bestaande uit elektronen en "gaten" in het materiaal en kunnen worden omgezet in licht. Het resultaat is een innovatieve vorm van light-emitting diodes waarin de golflengte van het gewenste licht met hoge precisie kan worden geregeld. De bevinding werd gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Communications."
(Ada, Molina Mendoza, Matthias Paur, Thomas Müller; Afbeelding: TU Wien)
Elektronen en gaten
In een halfgeleidermateriaal kan elektrische lading op twee verschillende manieren worden getransporteerd. Aan de ene kant kunnen elektronen dwars door het materiaal van atoom naar atoom bewegen, in welk geval ze een negatieve lading met zich meebrengen. Aan de andere kant, als een elektron ergens in de halfgeleider ontbreekt, wordt dat punt positief geladen en een "gat" genoemd. Als een elektron omhoog komt vanuit een naburig atoom en het gat vult, laat het op zijn beurt een gat achter in zijn vorige positie. Op die manier kunnen gaten op vergelijkbare wijze als elektronen door het materiaal bewegen, maar in de tegenovergestelde richting.
"Onder bepaalde omstandigheden kunnen gaten en elektronen zich aan elkaar hechten", zei prof. Thomas Mueller van het Photonics Institute (faculteit Elektrotechniek en informatietechnologie) aan de TU Wien. "Vergelijkbaar met hoe een elektron om de positief geladen atoomkern in een waterstofatoom draait, kan een elektron om het positief geladen gat in een vast voorwerp draaien."
Complexe bindingstoestanden met trions, biexcitons of quintons waarbij drie, vier of vijf bondingpartners betrokken zijn, zijn ook mogelijk. "De biexciton is bijvoorbeeld het exciton-equivalent van het waterstofmolecuul H2," legde Thomas Mueller uit.
(Afbeelding: TU Wien)
Tweedimensionale lagen
In de meeste vaste stoffen zijn dergelijke bindingstoestanden alleen mogelijk bij extreem lage temperaturen. De situatie is echter anders met zogenaamde 'tweedimensionale materialen', die alleen bestaan uit atoomdunne lagen. Het team van TU Wien, wiens leden ook Matthias Paur en Aday Molina-Mendoza omvatten, heeft een slim ontworpen sandwichstructuur ontworpen waarin een dunne laag wolfraamdiselenide of wolfraamdisulfide is ingesloten tussen twee boornitridelagen. Op dit ultradunne laagsysteem kan een elektrische lading worden aangebracht met behulp van grafeenelektroden.
"De excitonen hebben een veel hogere hechtingsenergie in tweedimensionale gelaagde systemen dan in conventionele vaste stoffen en zijn daarom aanzienlijk stabieler. Eenvoudige hechtingstoestanden bestaande uit elektronen en gaten kunnen zelfs bij kamertemperatuur worden aangetoond. Grote, exciton-complexen kunnen worden gedetecteerd bij lage temperaturen ", aldus Thomas Mueller. Verschillende excitons-complexen kunnen worden geproduceerd afhankelijk van hoe het systeem wordt gevoed met elektrische energie met behulp van korte spanningspulsen. Wanneer deze complexen vervallen, geven ze energie vrij in de vorm van licht. Zo werkt het nieuw ontwikkelde laagsysteem als een lichtgevende diode.
"Ons lichtgevende laagsysteem is niet alleen een geweldige kans om excitonen te bestuderen, maar is ook een innovatieve lichtbron", zegt Matthias Paur, hoofdauteur van de studie. "We hebben nu dus een lichtemitterende diode waarvan de golflengte specifiek kan worden beïnvloed - en heel gemakkelijk ook, simpelweg door de vorm van de toegepaste elektrische puls te veranderen."
Artikel en foto van internet, indien een inbreuk pls contact met ons op om te verwijderen.
NeoDen biedt een volledige smt-assemblagelijnoplossingen, inclusief SMT-reflow-oven, golfsoldeermachine, kies- en plaatsmachine, soldeerpastaprinter, PCB-lader, PCB-ontlader, chipmounter, SMT AOI-machine, SMT SPI-machine, SMT X-Ray machine, SMT assemblagelijn apparatuur, PCB productie Apparatuur smt reserveonderdelen enz. Elke soort SMT machines die u mogelijk nodig heeft, neem dan contact met ons op voor meer informatie:
Hangzhou NeoDen Technology Co., Ltd
Web: www.neodentech.com
E-mail: info@neodentech.com