پر بازدید ترین مطالب

نسل جدید دیودهای نوری فقط چند اتم ضخامت دارند


دانشمندان موفق به ساخت دیودهای نوری بسیار نازک و کم مصرف برای نسل بعدی فناوری های ارتباطی شدند. این دیود نوری یا همان LED فقط به اندازه چند اتم ضخامت دارد و کارکردهای متنوعی دارد. با ساختنی همراه باشید و بیشتر درباره این ال‌ای‌دی منحصر به فرد بخوانید.

منابع نوری که سیگنال های الکتریکی را به سیگنال های نوری تبدیل می کنند، برای فناوری های پردازش اطلاعات اهمیت اساسی دارند. دیودهای نوری کم مصرف و پرسرعت که قابلیت قرار گرفتن داخل میکروتراشه و انتقال اطلاعات را دارند، یکی از پایه های اساسی ارتباطات با حجم داده بالا هستند.

در همین زمینه مواد بسیار نازک، دو بعدی، نیمه هادی و شبه گرافین توجه دانشمندان را جلب کرده است. این گونه مواد به خاطر ضخامت اتمی، خاصیت انتشار نور بسیار خوب و قابلیت پکپارچه سازی در تراشه کارکردهای زیادی در فناوری های ارتباطی دارند. در سال های گذشته محققان موفق به ساخت دیود نوری از این مواد شده اند اما رسیدن به مقدار انتشار نور کافی همواره یک مانع جدی بوده است.

تصویر A انتشار نور قرمز از دیود نوری را نشان می دهد که با مواد نیمه هادی دو بعدی ساخته شده است. تصویر B هم ساختار دیود نوری را نشان می دهد که از مواد لایه ای مختلف تشکیل می شود.

یک دستگاه ال‌ای‌دی کارآمد، اکثر ورودی برق الکتریکی را به نور تبدیل می کند (درصد کمی به اشکال دیگر انرژی مثل گرما تبدیل می شود). مطالعات قبلی درباره ساخت ال‌ای‌دی از مواد نیمه هادی و دو بعدی نشان می دهد برای ایجاد انتشار نور کافی با این مواد باید انرژی زیادی مصرف بشود. این یعنی قسمت قابل توجهی از ورودی برق الکتریکی به جای نور به گرما تبدیل می شود.

اما محققان دانشگاه ملی سنگاپور این مسئله را حل کردند و با این مواد یک نوع ال‌ای‌دی کارآمد و به صرفه ساخته اند. تحقیقات این تیم نشان داد جلوگیری از نشت جریان الکتریکی از لایه انتشاری به الکترودهای فلزی، هدررفت انرژی را به شدت کاهش می دهد. آزمایش ها نشان می دهد یک لایه عایق چند نانومتری می تواند بدون ایجاد مقاومت الکتریکی زیاد، مقدار قابل توجهی از هدررفت جریان الکتریکی را حذف کند. این تیم با بهینه سازی ضخامت لایه عایق، جریان الکتریکی مورد نیاز برای راه اندازی انتشار نور را بیش از ده هزار برابر نسبت به سایر دیودهای نوری نیمه هادی و دو بعدیی کاهش داد.

این تیم تحقیقاتی در حال حاضر روی منشا و ریشه هدررفت انرژی کار می کند تا بتواند کارایی این نسل جدید دیودهای نوری را ارتقا بدهد.



لینک منبع

ممکن است به این موارد نیز علاقه مند باشید:

آخرین مطالب