(PhysOrg.com) -- Une équipe multinationale de scientifiques a mis au point un processus de création à base de verre, diodes électroluminescentes (DEL) inorganiques qui produisent de la lumière dans la gamme ultraviolette. L'oeuvre, rapporté cette semaine dans le Communication Nature , est une étape vers des dispositifs biomédicaux avec des composants actifs fabriqués à partir de systèmes nanostructurés.

Les LED basées sur des nanocristaux inorganiques traités en solution sont prometteuses pour une utilisation dans les diagnostics environnementaux et biomédicaux, parce qu'ils sont bon marché à produire, robuste, et chimiquement stable. Mais le développement a été entravé par la difficulté d'obtenir une émission ultraviolette. Dans leur papier, Sergio Brovelli du Laboratoire national de Los Alamos, en collaboration avec l'équipe de recherche dirigée par Alberto Paleari à l'Université de Milano-Bicocca en Italie, décrit un processus de fabrication qui surmonte ce problème et ouvre la voie à l'intégration dans une variété d'applications.

Le monde a besoin de dispositifs électroluminescents pouvant être appliqués au diagnostic biomédical et à la médecine, Brovelli a dit, soit en tant que plates-formes de diagnostic actives en laboratoire sur puce, soit en tant que sources lumineuses pouvant être implantées dans le corps pour déclencher certaines réactions photochimiques. De tels dispositifs pourraient, par exemple, activer sélectivement des médicaments photosensibles pour un meilleur traitement médical ou sonder la présence de marqueurs fluorescents dans les diagnostics médicaux. Ces matériaux devraient être fabriqués à moindre coût, sur une grande Scale, et intégré à la technologie existante.

L'article décrit un nouveau matériau à base de verre, capable d'émettre de la lumière dans le spectre ultraviolet, et être intégrés sur des puces de silicium qui sont les principaux composants des technologies électroniques actuelles.

Les nouveaux dispositifs sont inorganiques et combinent l'inertie chimique et la stabilité mécanique du verre avec la propriété de conductivité électrique et d'électroluminescence (c'est-à-dire la capacité d'un matériau à émettre de la lumière en réponse au passage d'un courant électrique).

Par conséquent, ils peuvent être utilisés dans des environnements difficiles, comme pour l'immersion dans des solutions physiologiques, ou par implantation directement dans le corps. Cela a été rendu possible en concevant une nouvelle stratégie de synthèse qui permet la fabrication de toutes les LED inorganiques via une approche de chimie humide, c'est-à-dire une série de réactions chimiques simples dans un bécher. Surtout, cette approche est évolutive aux quantités industrielles avec un coût de démarrage très faible. Finalement, ils émettent dans la région ultraviolette grâce à une conception soignée des nanocristaux incrustés dans le verre.

Dans les diodes électroluminescentes traditionnelles, l'émission de lumière se produit à l'interface nette entre deux semi-conducteurs. La conception d'oxyde dans l'oxyde utilisée ici est différente, car il permet de produire un matériau qui se comporte comme un ensemble de jonctions semi-conductrices réparties dans le verre.

Ce nouveau concept est basé sur un ensemble des stratégies les plus avancées en science des nanocristaux, combinant les avantages des matériaux nanométriques constitués de plus d'un composant. Dans ce cas, la partie active du dispositif est constituée de nanocristaux de dioxyde d'étain recouverts d'une coque de monoxyde d'étain noyée dans du verre standard :en ajustant l'épaisseur de la coque, il est possible de contrôler la réponse électrique de l'ensemble du matériau.