For første gang har forskere skabt lysdioder (LYSDIODER) på letvægts fleksibel metalfolie.
Ingeniører på The Ohio State University er ved at udvikle folie baseret lysdioder til bærbare ultraviolette (UV) lys, at soldater og andre kan bruge til at rense drikkevand og sterilisere medicinsk udstyr.
I tidsskriftet Applied Physics Letters beskriver forskerne, hvordan de designede LED'erne til at skinne i den højenergiske "dybe" ende af UV-spektret. Universitetet vil licensere teknologien til industrien for yderligere udvikling.
Deep UV-lys bruges allerede af militæret, humanitære organisationer og industrien til applikationer lige fra påvisning af biologiske agenser til hærdning af plast, forklarede Roberto Myers, lektor i materialevidenskab og teknik ved Ohio State.
Problemet er, at konventionelle deep-UV lamper er for tunge til nemt at bære rundt på.
"Lige nu, hvis du ønsker at gøre dybt ultraviolet lys, er du nødt til at bruge kviksølv lamper," sagde Myers, der også er lektor i elektrisk og computer engineering. "Kviksølv er giftigt, og lamperne er voluminøse og elektrisk ineffektive. LED'er er på den anden side virkelig effektive, så hvis vi kunne lave UV-led'er, der er sikre og bærbare og billige, kunne vi lave rent drikkevand, uanset hvor vi har brug for det."
Han bemærkede, at andre forskningsgrupper har fabrikeret dyb-UV lysdioder på laboratoriet skala, men kun ved at bruge ekstremt rene, stive enkelt-krystal halvledere som substrater-en strategi, der pålægger en enorm omkostningsbarriere for industrien.
Foliebaseret nanoteknologi kan muliggøre storstilet produktion af en lettere, billigere og mere miljøvenlig deep-UV LED. Men Myers og materialevidenskab ph.d.-studerende Brelon J. May håber, at deres teknologi vil gøre noget mere: vende en niche forskning område kendt som nanophotonics i en levedygtig industri.
"Folk har altid sagt, at nanofotonik aldrig vil være kommercielt vigtigt, fordi du ikke kan skalere dem op. Nu kan vi. Vi kan lave et ark af dem, hvis vi ønsker, "Myers sagde. "Det betyder, at vi kan overveje nanofotonik til storstilet produktion."
Til dels er denne nye udvikling afhængig af en veletableret halvledervækstteknik kendt som molekylær stråle epitel, hvor fordampede elementære materialer sætter sig på en overflade og selvorganiseres i lag eller nanostrukturer. Ohio State forskere brugte denne teknik til at dyrke et tæppe af tæt pakket aluminium gallium nitride ledninger på stykker af metalfolie såsom titanium og tantal.
De enkelte ledninger måler omkring 200 nanometer høje og omkring 20-50 nanometer i diameter - tusindvis af gange smallere end et menneskehår og usynlige for det blotte øje.
I laboratorieundersøgelser lyste nanotrådene på metalfolier næsten lige så klart op som dem, der fremstilles på det dyrere og mindre fleksible enkeltkrystal silicium.
Forskerne arbejder på at gøre nanowire lysdioder endnu lysere, og vil næste forsøge at dyrke ledninger på folier lavet af mere almindelige metaller, herunder stål og aluminium.
