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节能无极限,纳米线LED是什么鬼

日期: 2015-07-01
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根据丹麦哥本哈根大学(University of Copenhagen)玻尔研究所(Niels Bohr Institute;NBI)的研究证实,采用纳米线制成的LED只需使用更少的能源,就能提供更明亮的光源。


研究人员深入研究了利用X射线显微术的纳米线,透过这种方法,研究人员们能够确定如何设计纳米线使其得以提供最佳性能。这项研究结果发表在《ACS Nano》科学期刊。


纳米线大小约仅2微米高(μm;1μm是1/1000毫米),直径约10-500纳米(nm,1nm约1/1000μm)。专为LED用的纳米线是由内部的氮化镓(GaN)核心以及外层氮化镓铟(InGaN)所组成,二者都是半导体材料。


这种二极体的光源有赖于存在两种材料之间的机械应变,而这种应变则大幅取决于两种材料层之间如何彼此接触。丹麦哥本哈根大学教授兼玻尔研究所所长Robert Feidenhansl解释,我们研究了多种采用X射线显微术的纳米线,甚至是原则上相同的纳米线,我们可以看到其间的差异及其相当不同的结构。


相关的研究是在位于德国汉堡的“德国电子同步加速器研究所”(DESY)电子同步加速器中利用纳米级X射线显微术进行。虽然这种方法相当耗时,而且结果通常十分有限或甚至仅能满足单一研究主题。然而,利用纳米级X射线的特殊设计,可使奈米线在过程中不至于被破坏,从而使研究人员得以顺利地同时测量一系列的纳米线。


每个纳米线的X射线影像显示散射强度的分布,以及在氮化镓核心与氮化镓铟外层的机械应变。根据这种应变显示外层与核心完美契合。


“我们测量了20种纳米线,而当我们看到影像时都非常讶异,因为你可以清楚地看到每一种纳米线的细节,包括核心与外层这两种结构。如果结构中有任何缺陷或略微弯曲,就无法正常运作。所以,我们可以准确地找出哪些是最优质的纳米线,而且具有最高效率的核心/外壳结构,”哥本哈根大学玻尔研究所“中子与X射线散射”研究小组的博士生Tomas Stankevic解释。


Robert Feidenhans’l则表示,纳米线将为LED带来更自然的光源,而且还将使用更低的功耗。此外,它们还可以应用于智慧型手机、电视机以及各种形式的照明中。


研究人员预计,这种纳米线LED照明可五年内实现商用化。


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