Нанопроволоки очень маленькие — около 2 микрометров в высоту (1 микрометр составляет тысячную долю миллиметра) и 10-500 нанометров в диаметре (1 нанометр составляет тысячную долю микрометра). Нанопроволоки для светодиодов состоят из внутреннего сердечника из нитрида галлия (GaN) и слоя нитрида индия-галлия (InGaN) на внешней стороне, оба из которых являются полупроводниковыми материалами.
"Свет в таком диоде зависит от механической деформации, которая существует между двумя материалами, и деформация очень зависит от того, как два слоя контактируют друг с другом.
Мы исследовали ряд нанопроволок с помощью рентгеновской микроскопии, и хотя нанопроволоки в принципе должны быть идентичными, мы можем видеть, что они разные и имеют очень разную структуру », — объясняет Роберт Фейденхансль, профессор и глава Niels Bohr. Институт Копенгагенского университета.
На удивление эффективно
Исследования проводились с использованием наноразмерной рентгеновской микроскопии на электронном синхротроне в DESY в Гамбурге, Германия.
Этот метод обычно требует очень много времени, а результаты часто ограничиваются очень немногим или даже одним предметом исследования. Но здесь исследователям удалось измерить сразу несколько вертикальных нанопроволок, используя специальную конструкцию нанофокусированного рентгеновского излучения, не повредив при этом нанопроволоки.
«Мы измерили 20 нанопроволок, и когда мы увидели изображения, мы были очень удивлены, потому что вы могли ясно видеть детали каждой нанопроволоки. Вы можете увидеть структуру как внутреннего ядра, так и внешнего слоя.
Если в конструкции есть дефекты или они немного погнуты, они тоже не работают. Таким образом, мы можем точно определить, какие нанопровода являются лучшими и имеют наиболее эффективную структуру ядро / оболочка », — объясняет Томас Станкевич, аспирант исследовательской группы« Нейтронное и рентгеновское рассеяние »Института Нильса Бора при Копенгагенском университете.
Нанопроволоки производятся шведской компанией, и эту новую информацию можно использовать для настройки структуры слоев нанопроволок.
Профессор Роберт Фейденхансль объясняет, что такие нанопроволоки обладают огромным потенциалом. Они обеспечивают более естественный свет в светодиодах и потребляют гораздо меньше энергии. Кроме того, их можно использовать в смартфонах, телевизорах и во многих формах освещения.
Исследователи ожидают, что все может пойти очень быстро и что они могут быть использованы уже через пять лет.
