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纳米线LED照明更低功耗更高光效

发布时间:2019-08-15 19:32:15

  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( m;1 m是1/1000毫米),直径约纳米(nm,1nm约1/1000 m)。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,可使纳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。

  (来源:Northeastern University)

  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质的纳米线,而且具有效率的核心/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能、电视机以及各种形式的中。

  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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