Atklājumi.lv

Izgatavotas molekulāra izmēra gaismas diodes

Lielākā daļa mūsdienu elektronisko ierīču, sākot no temperatūras sensoriem un beidzot ar apģērbā iestrādātām tehnoloģijām un datoru monitoriem, izmanto sīkas, no pusvadītājiem izgatavotas, parasti ar abreviatūru "LED" (light-emitting diodes) apzīmētas, gaismu izstarojošas diodes. Jo mazākas kļūst ierīces, jo lielāks ir konstruktoru pieprasījums pēc miniatūrākiem, plānākiem, stiprākiem un energoefektīvākiem pusvadītājiem. Par jaunākajiem sasniegumiem molekulāra izmēra diožu izgatavošanā vēstī 3 dažādu ASV universitāšu komandu ziņojumi, kas š.g. 9.martā publicēti žurnāla "Nature Nanotechnology" tīmekļa versijā.

Diožu izgatavošanā visas komandas izmantoja volframa diselenīdu (WSe2) - divdimensionālu materiālu, kas nesen tika atzīts par plānāko zināmo pusvadītāju. Volframa diselenīda slāni molekulas biezumā iegūst ar tādu pašu metodi kā grafēnu - no lielākas materiāla loksnes tas tiek faktiski noplēsts ar līmlenti.

Viens no Vašingtonas universitātes grupas iesniegtās publikācijas līdzautoriem, asistējošais profesors materiālu zinātnē, inženierijā un fizikā Xiaodong Xu pastāstīja: "Mēs esam izveidojuši plānāko, fiziski iespējamo gaismas diodi - tā ir tikai 3 atomus bieza, taču mehāniski izturīga."

Vairākums plaša patēriņa ierīcēs ievietotās diodes ir trīsdimensionālas, stāsta cits Vašingtonas universitātes pētnieks, Džeisons Ross, taču šīs - divdimensionālās - ir 10 līdz 20 reižu plānākas. "Salīdzinot ar cilvēka matu, mūsu diodes ir 10,000 reižu mazākas, taču to radīto gaismu var uztvert ar parastu mēraparatūru," Ross turpina. "Esam izdarījuši milzīgu tehnoloģisko izrāvienu un, ņemot vērā, ka tas ir pusvadītājs, varam ar to izdarīt visu to pašu, ko par līdzšinājām trīsdimensionālajām silīcija tehnoloģijām."

Šī tehnoloģija, pētnieki skaidro, var pavērt durvis tādām nanoizmēru datorshēmām, kas darbojas izmantojot nevis elektronu plūsmu jeb elektrību, bet gaismu. Optiskās shēmas, iepretī elektriskajām, patērētu maz enerģijas un neradītu lieku siltumu. Tajā pat laikā tās saglabātu ātrdarbību.

Savukārt, Masačusetas Tehnoloģiju institūta zinātnieki, kuri arī veica eksperimentus ar volframa diselenīdu, izgatavoja ne tikai dažu atomu lielu darbojošos diodi, bet uzbūvēja arī līdzīga izmēra fotoelektriskās šūnas un fotodetektora prototipus.

Attēls: Grafisks 2D slāņa diodes attēlojums. Avots: Vašingtonas universitātes publicitātes attēls.

Avots:

washington.edu

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.