Новое устройство может производить электролюминесценцию в диапазоне от ИК- до УФ-волн

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали устройство, на которое можно наносить разные материалы, вследствие чего будет создаваться электролюминесценция (ЭЛ) в диапазоне длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового, сообщает портал Techxplore.com.

ЭЛ является люминесценцией, производимой электричеством, и она имеет решающее значение для работы многих электронных устройств, которые предназначены для излучения света. ЭЛ теоретически может быть достигнута в устройствах различной конструкции и из различных материалов, но чтобы быть именно электролюминесцентными, эти устройства должны иметь ряд основных функций, получить которые позволяют только определенные светоизлучающие материалы. Это до недавнего времени мешало разработке устройств, которые могут излучать свет в широком диапазоне длин волн.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) недавно создали электролюминесцентное устройство, которое может излучать свет в диапазоне длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового. Это новое устройство, представленное в статье, опубликованной в Nature Electronics, было построено с использованием углеродных нанотрубок (УНТ), больших цилиндрических структур на основе углерода, которые часто используются для изготовления электроники.

«Мы показываем, что двухконтактное устройство, использующее массив углеродных нанотрубок в качестве контакта с источником, может возбуждать электролюминесценцию различных материалов независимо от их химического состава», – написали исследователи в своей статье. Инбо Чжао и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли создали структуру конденсатора металл-оксид-полупроводник (МОП), в которой в качестве контакта источника используются УНТ. Эта структура обеспечивает инжекцию заряда носителей в широком диапазоне излучающих материалов с различным выравниванием полос.

Чтобы создать эту структуру, исследователи собрали полупроводниковые УНТ на подложке из SiO2 и p++ Si толщиной 50 нм, используя технику обработки раствора. Это позволило сформировать непрерывную сеть CNT, которая способна проводить электричество.

По сравнению с ранее предложенными подходами, новая конструкция позволяет использовать широкий спектр светоизлучающих материалов для достижения ЭЛ на уровне устройства. Фактически, это позволяет наносить материалы непосредственно поверх контакта с источником и не задумываться о том, насколько хорошо устройство может обрабатывать данный материал. Это приводит к получению ЭЛ в более широком диапазоне длин волн.

«Устройство может производить электролюминесценцию в диапазоне длин волн от длинноволнового инфракрасного (0,13 эВ) до ультрафиолетового (3,3 эВ), в зависимости от излучающего материала, нанесенного на поверхность массива нанотрубок, и с начальными напряжениями, приближающимися к оптической энергетической щели излучающего материал», – пояснили исследователи в своей статье.

Исследователи уже создали несколько устройств для демонстрации возможностей своей разработки. Так, был разработан и испытан в деле прибор для исследования химической реакции в капле жидкости с помощью электролюминесцентной спектроскопии, а также ученые создали электролюминесцентный датчик для обнаружения органических паров.