Крошечные и невероятно яркие - ученые создали новый тип наноразмерных светодиодов - «Наука и технологии»

Группа исследователей, возглавляемая учеными из американского Национального института стандартов и технологий (NIST), создала светодиодный источник света совершенно нового типа. Эти крошечные светодиоды демонстрирую невероятно высокий уровень излучаемого ими света, а при определенных условиях эти же светодиоды превращаются в крошечные полупроводниковые лазеры, что существенно расширяет область их возможного применения.

У обычных светодиодов, пусть и самых ярких, за которые в свое время даже была выдана Нобелевская премия, есть один огромный недостаток. Увеличение тока, проходящего через светодиод, приводит, в первое время, к увеличению яркости излучаемого им света. Но достаточно быстро наступает так называемый момент насыщения, дальнейшее увеличение тока через светодиод приводит к падению его яркости и к увеличению количества выделяемого им паразитного тепла.

Этот недостаток, известный под термином "провал эффективности", является главным препятствием для использования светодиодов в коммуникационных технологиях, в медицине и других областях, где требуются источники света высокой интенсивности. Светодиоды же нового типа лишены недостатка "провала эффективности", но это достижение не было главной целью ученых. Изначально они планировали создать микроскопический светодиод для его использования на самом малом масштабном уровне, на уровне элементов кристаллов микросхем и т.п.

Ключевым моментом, позволившим получить столь высокие характеристики нового светодиода, стала его пространственная структура. Вместо планарной (плоской) структуры кристаллов, используемых в обычных светодиодах, новый светодиод имеет длинный и тонкий светоизлучающий элемент из окиси цинка. Каждый из этих элементов имеет длину около 5 микрометров и его строение можно увидеть на первом из приведенных здесь изображений. Матрицы таких "трехмерных" светоизлучающих элементов, похожие на расческу, могут быть соединены в структуры, длина которых измеряется сантиметрами.