Des chercheurs de l'Ohio State University ont développé une technique pour créer des diodes électroluminescentes sur une feuille de métal. Crédit :Brelon J. May, avec l'aimable autorisation de l'Université d'État de l'Ohio.
Pour la première fois, des chercheurs ont créé des diodes électroluminescentes (DEL) sur une feuille de métal souple et légère.
Des ingénieurs de l'Ohio State University développent des LED à base d'aluminium pour les lampes ultraviolettes (UV) portables que les soldats et autres peuvent utiliser pour purifier l'eau potable et stériliser le matériel médical.
Dans la revue Lettres de physique appliquée , les chercheurs décrivent comment ils ont conçu les LED pour briller dans l'extrémité « profonde » à haute énergie du spectre UV. L'université concédera la technologie sous licence à l'industrie pour un développement ultérieur.
La lumière UV profonde est déjà utilisée par l'armée, les organisations humanitaires et l'industrie pour des applications allant de la détection d'agents biologiques au durcissement des plastiques, a expliqué Roberto Myers, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à l'Ohio State.
Le problème est que les lampes UV profond conventionnelles sont trop lourdes pour être facilement transportées.
"À l'heure actuelle, si vous voulez faire de la lumière ultraviolette profonde, vous devez utiliser des lampes au mercure, " dit Myers, qui est également professeur agrégé de génie électrique et informatique. "Le mercure est toxique et les lampes sont encombrantes et électriquement inefficaces. LED, d'autre part, sont vraiment efficaces, Donc, si nous pouvions fabriquer des LED UV sûres, portables et bon marché, nous pourrions produire de l'eau potable partout où nous en avons besoin."
Des nanofils ont été cultivés sur une feuille de titane à l'Ohio State University. Crédit :Brelon J. May, avec l'aimable autorisation de l'Université d'État de l'Ohio.
Il a noté que d'autres groupes de recherche ont fabriqué des LED à UV profond à l'échelle du laboratoire, mais seulement en utilisant extrêmement pur, semi-conducteurs monocristallins rigides comme substrats, une stratégie qui impose une énorme barrière de coût pour l'industrie.
La nanotechnologie à base d'aluminium pourrait permettre la production à grande échelle d'un briquet, LED UV profond moins chère et plus écologique. Mais Myers et le doctorant en sciences des matériaux Brelon J. May espèrent que leur technologie fera quelque chose de plus :transformer un domaine de recherche de niche connu sous le nom de nanophotonique en une industrie viable.
"Les gens ont toujours dit que la nanophotonique ne sera jamais commercialement importante, parce que vous ne pouvez pas les augmenter. Bien, maintenant nous pouvons. On peut en faire une feuille si on veut, " a déclaré Myers. " Cela signifie que nous pouvons envisager la nanophotonique pour la fabrication à grande échelle. "
En partie, ce nouveau développement repose sur une technique de croissance de semi-conducteurs bien établie connue sous le nom d'épitaxie par faisceau moléculaire, dans lequel les matériaux élémentaires vaporisés se déposent sur une surface et s'auto-organisent en couches ou nanostructures. Les chercheurs de l'État de l'Ohio ont utilisé cette technique pour faire pousser un tapis de fils de nitrure de gallium d'aluminium étroitement emballés sur des morceaux de feuille de métal comme le titane et le tantale.
Les fils individuels mesurent environ 200 nanomètres de haut et environ 20 à 50 nanomètres de diamètre, des milliers de fois plus étroits qu'un cheveu humain et invisibles à l'œil nu.
Dans les tests de laboratoire, les nanofils développés sur des feuilles métalliques se sont éclairés presque aussi brillamment que ceux fabriqués sur le silicium monocristallin plus cher et moins flexible.
Les chercheurs travaillent à rendre les LED à nanofils encore plus lumineuses, et essayera ensuite de faire pousser les fils sur des feuilles fabriquées à partir de métaux plus courants, y compris l'acier et l'aluminium.
