Tweet

De Nederlandse nano-LED /1 reactie

Het Kavli Instituut voor Nanowetenschappen heeft samen met Philips Research een nanodraadje ontwikkeld dat de grootte heeft van een quantum en licht geeft. De uitvinders hebben de zogeheten nanoLEDs klaar voor productie.

De NW LEDs (nanowire light-emitting diodes) werken met een draadje van maar één kwantumstipje breed. Het bijzondere is dat wetenschappers nu één enkele nanoLED hebben geproduceerd. Een draadje met twee uiteinden dat tussen andere elementen kan worden geplaatst.
Het werk is gedaan door een gezamelijk team van het Kavli Instituut voor Nanowetenschappen in Delft en het Philips Research Lab in Eindhoven.

Een LED met een draadje van één kwantum dik maakt het mogelijk om het transport van elektronen langs de draad per individueel elektron te beheersen. De combinatie met de optische gevoeligheid van een enkel foton maakt het mogelijk precies te bepalen wanneer en hoe er lichtemissie van één enkele foton plaatsheeft. Dit is een langgekoesterde wens in de opto-electronics.

Ledjes kweken

De nano-ledjes worden niet gemaakt, ze groeien. Als de omgeving goed is vormen zich kristallen draadjes. Dit proces is helemaal te beheersen in een laboratorium zoals Philips bewijst.
De nanowires kunnen ‘gekweekt’ worden op makkelijk verkrijgbaar materiaal zoals Silicium waardoor optisch actieve elementen eenvoudig geintegreerd kunnen worden met de reeds bestaande silicaat-technology.

Als lichtbron zijn ze ook interessant want ze zijn veel efficienter in hun straalgedrag dan traditionele LEDs. Dat komt door hun grote oppervlakte in verhouding tot hun massa. Ze zijn veel minder energie kwijt aan het ‘opwarmen’ van hun inhoud, ze kunnen meteen gaan stralen.

Hoe het werkt

De wetenschappers melden dat ze NW LEDs bij herhaling hebben gefabriceerd. De elektron-hole recombination van deze LED heeft een beperkte ruimte van maar 1 quantum-stipje. De nanowire past zijn vorm van nature aan waardoor de quantumstip op één lijn komt te liggen met de twee uiteinden van de wire. Hiermee worden ze geschikt voor opname in een geheel van electrisch aangedreven quantum optics. Deze nano-LEDs zijn getest bij kamertemperatuur en in extreme kou (10 Kelvin) en ze bleven het goed doen. Hierdoor zijn ze interessant voor gebruik met slechts één enkele foton.

Quantumstippen

Philips is al langer geinteresseerd in quantum-stippen. Als onderdeel van anorganische halfgeleiders zouden ze een brug kunnen slaan naar polymeer-composieten waarbij de voordelen van beiden gecombineerd kunnen worden.
De voordelen van anorganische materialen zijn dat ze stabiliteit en kleurechtheid bezitten. Polymeren zijn juist flexibel en kunnen gemaakt worden uit vloeistof.

Als dit weer gecombineerd wordt met NW LEDS dan zou dat kunnen resulteren in materialen waarvan de kleur bepaald wordt door de grootte van de quantum-stip.