美发明的新方法让发光二极管寿命更长

美国科学家研究出一种刺激微小纳米晶体发光的新方法,该方法可用于制造亮度更高、能耗更低、寿命更长的

显示设备、交通信号灯和室内照明灯等。

利用半导体材料制造的发光二极管寿命很长,能耗只有普通灯泡的五分之一,已经应用于交通信号灯等设备。

但它们倾向于发蓝光,要得到白光必须经过转换,这便降低了效率。为了解决这个问题,人们将半导体材料制

造成微小的纳米晶体,这类晶体称为“量子点”,调整其尺寸就能改变它们发出的光的颜色。

但是,纳米晶体表面需要涂一层有机分子,这会阻碍外来电子刺激量子点发光。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室

的科学家将硒化镉量子点放置在一种称为“量子阱”的设备上,利用量子阱为媒介间接刺激量子点发光。粗略计算

表明,新方法能使发光二极管的效率比目前的产品高出一倍。有关成果发表在最新一期英国《自然》杂志上。

量子阱有着三明治一样的结构,中间是很薄的一层半导体膜,外侧是两个隔离层。用激光朝量子阱闪一下,可

以使中间的半导体层里产生电子和带正电的空穴。通常情况下,电子会与空穴结合,放出光子。科学家将量子阱的

上层制造得特别薄,厚度不足30埃(1埃为一百亿分之一米),这样就可迫使中间层产生的电子与空穴结合时,以

变化的电场而不是光子的形式释放能量。电场的作用使邻近的量子点中产生新的电子和空穴,从而令它们结合并放出光子。

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