ابتكار تقنية حديثة لمصابيح LED باعتماد أسلاك نانوية متفرعة في جامعة لوند

طور باحثون في جامعة لوند السويدية تصميماً مبتكراً للصمامات الثنائية الباعثة للضوء LED، يعتمد على أسلاك نانوية متفرعة، مما يمهد الطريق نحو تطوير مصادر إضاءة ذات كفاءة أعلى في استخراج الضوء مستقبلاً.

وبيّن موقع جامعة لوند في تقرير له أن الباحثين نجحوا في التحكم بموقع توليد الضوء داخل البنية النانوية، مستخدمين قلباً مركزياً من أسلاك نانوية ذات فجوة نطاق غير مباشرة، إضافة إلى فروع جانبية ذات فجوة نطاق مباشرة.

وأفادت الدراسة أن هذه البنية تعمل على توجيه حوامل الشحنة باتجاه الفروع الجانبية حيث يتركز الانبعاث الضوئي بشكل أساسي، مع تقليل إعادة الاتحاد الإشعاعي داخل القلب المركزي.

وبيّنت قياسات الانبعاث الضوئي المرتبطة بدرجة الحرارة تفاوتاً في آليات إعادة الاتحاد بين القلب والفروع، مما يؤكد صحة استنتاج الباحثين بأن الانبعاث الضوئي الأبرز يحدث في الفروع النانوية.

ولفت الباحثون إلى أن هذه النتيجة تعد بالغة الأهمية لتطوير مصابيح LED نانوية مصممة بحيث يتم توليد الضوء في نطاقات محددة من البنية، الأمر الذي قد يؤدي إلى رفع كفاءة استخراج الضوء من الجهاز.

وتستند الفكرة على توظيف هياكل نانوية دقيقة، حيث إن جعل الفروع أرك وأحط من طول موجة الضوء يسهم في الحد من حبس الضوء داخل المادة نتيجة ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي، مما قد يضاعف كمية الضوء المنبعثة من الجهاز.

وتتجه الجهود البحثية في الوقت الراهن نحو تطوير البنية النانوية وزيادة كفاءتها، لا سيما عبر تقليص الخسائر الناجمة عن العيوب السطحية، لتعزيز قدرات هذه التقنية في قطاعات الإضاءة والإلكترونيات الضوئية في المستقبل.