طور فريق بحث في جامعة فيينا للتكنولوجيا (TU Wien) نوعًا جديدًا من مصابيح LED التي تولد الضوء من الانحلال الإشعاعي لمجمعات exciton في طبقات رقيقة للغاية.
أنتج الباحثون ما أسموه "مجمعات إكسيتون متعددة الجسيمات" من خلال تطبيق النبضات الكهربائية على طبقات رقيقة للغاية من المواد المصنوعة من التنجستن والسيلينيوم أو الكبريت. هذه الكتل exciton عبارة عن حالات ربط مكونة من الإلكترونات و "الثقوب" في المادة ويمكن تحويلها إلى ضوء. والنتيجة هي شكل مبتكر من الصمام الثنائي الباعث للضوء حيث يمكن التحكم في الطول الموجي للضوء المرغوب بدقة عالية. تم نشر النتيجة في مجلة "Nature Communications".
(أدي مولينا ميندوزا ، ماتياس بور ، توماس مولر ؛ الصورة: TU Wien)
الإلكترونات والثقوب
في مادة أشباه الموصلات ، يمكن نقل الشحنة الكهربائية بطريقتين مختلفتين. فمن ناحية ، يمكن للإلكترونات التحرك مباشرة عبر المادة من ذرة إلى ذرة ، وفي هذه الحالة يتحملون شحنة سالبة معهم. من ناحية أخرى ، إذا كان الإلكترون مفقودًا في مكان ما في أشباه الموصلات ، فسيتم شحن هذه النقطة بشكل إيجابي ويشار إليها باسم "ثقب". إذا تحرك الإلكترون من ذرة مجاورة وقام بملء الفتحة ، فإنه بدوره يترك فجوة في موضعه السابق. بهذه الطريقة ، يمكن أن تتحرك الثقوب عبر المادة بطريقة مماثلة للإلكترونات ولكن في الاتجاه المعاكس.
وقال البروفيسور توماس مولر من معهد الضوئيات (كلية الهندسة الكهربائية وتكنولوجيا المعلومات) في جامعة فيينا التقنية "تحت ظروف معينة ، يمكن للثقوب والإلكترونات الارتباط ببعضها البعض". "على غرار الطريقة التي يدور بها الإلكترون في النواة الذرية الموجبة الشحنة في ذرة الهيدروجين ، يمكن للإلكترون أن يدور في فتحة موجبة الشحنة في جسم صلب."
يمكن أيضًا ربط حالات الترابط المعقدة مع تريونات أو biexcitons أو quintons التي تضم ثلاثة أو أربعة أو خمسة من شركاء الترابط. "على سبيل المثال ، بيكسيتون هو مكافئ الإكسيتون لجزيء الهيدروجين H2" ، أوضح توماس مولر.
(الصورة: TU Wien)
طبقات ثنائية الأبعاد
في معظم المواد الصلبة ، تكون حالات الترابط هذه ممكنة فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية. ومع ذلك ، يختلف الوضع مع ما يسمى "المواد ثنائية الأبعاد" ، والتي تتكون فقط من طبقات رقيقة الذرة. ابتكر فريق TU Wien ، الذي تضمن أعضاؤه أيضًا ماتياس باور و Aday Molina-Mendoza ، بنية شطيرة مصممة بذكاء حيث تكون طبقة رقيقة من diselenide التنغستن أو ثاني كبريتيد التنجستين محبوسين بين طبقتين من نتريد البورون. يمكن استخدام شحنة كهربائية على نظام الطبقة الرقيقة للغاية بمساعدة أقطاب الجرافين.
تمتلك الإكسيتونات طاقة ربط أعلى بكثير في أنظمة الطبقات ثنائية الأبعاد عن مثيلاتها في المواد الصلبة التقليدية وبالتالي فهي أكثر ثباتًا. يمكن إظهار حالات الترابط البسيطة التي تتكون من الإلكترونات والثقوب حتى في درجة حرارة الغرفة. يمكن اكتشاف مجمعات الإكسيتون الكبيرة في درجات حرارة منخفضة. يمكن إنتاج مجمعات excitons المختلفة اعتمادًا على كيفية تزويد النظام بالطاقة الكهربائية باستخدام نبضات جهد قصير. عندما تتحلل هذه المجمعات ، فإنها تطلق الطاقة في شكل ضوء ، وهو كيف يعمل نظام الطبقة المطوَّر حديثًا كصمام ثنائي الباعث للضوء.
يقول ماتياس باور ، المؤلف الرئيسي للدراسة: "لا يمثل نظام الطبقات المضيئة لدينا فرصة عظيمة لدراسة الإكسيتونات فحسب ، بل إنه أيضًا مصدر إضاءة مبتكر". "لذلك لدينا الآن صمام ثنائي الباعث للضوء يمكن أن يتأثر طول موجته على وجه التحديد - وبسهولة شديدة ، ببساطة عن طريق تغيير شكل النبض الكهربائي المطبق."
المادة والصورة من الإنترنت ، إذا كان أي الثابتة والمتنقلة التعدي اتصل بنا لحذف.
توفر NeoDen حلول خط التجميع الكامل smt ، بما في ذلك فرن إنحراف SMT ، وآلة لحام الموجات ، وآلة الالتقاط والمكان ، وطابعة لصق اللحام ، ومحمل PCB ، وإلغاء تفريغ ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وجهاز تثبيت الشرائح ، وآلة SMT AOI ، وآلة SMT SPI ، وآلة SMT X-Ray ، معدات خط التجميع SMT ، معدات إنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور
هانغتشو NeoDen التكنولوجيا المحدودة
الويب: www.neodentech.com
البريد الإلكتروني: info@neodentech.com