افزایش کارایی ال ای دی‌ها با فناوری نانو

پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد مسجد سلیمان با کاربرد نانوساختارهای آزمایشگاهی موفق به افزایش بهبود کیفیت ال ای دی‌های نور آبی شدند.

کد خبر: ۱۲۰۱۴۱۱

تاریخ: ۱۳ دی ۱۳۹۴ - ۱۵:۰۲

به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از ستاد ویزه توسعه فناوری نانو، اخیرا مطالعه در خصوص ساخت و کاربرد مواد نیمه رسانای نانوساختار تبدیل به یکی از حوزه‌های تحقیقاتی پرطرفدار شده است. در میان مواد نیمه رسانا، نانوساختارهای سولفید کادمیوم ماده‌ بسیار مناسبی در جذب نورهای مرئی بوده و بهترین گزینه جهت ساخت سلول‌های خورشیدی است. این نانوساختارها همچنین در ساخت ال ای دی‌ها (LED)، تجهیزات الکترونیک نوری و فوتوکاتالیست‌ها کاربرد دارد.

رامین یوسفی، یکی از محققان این طرح گفت: مطالعه‌ بهبود کیفیت ال ای دی‌های نور آبی(Blue LED)، یکی از داغ‌ترین مباحث صنعت الکترونیک نوری است.

وی عنوان کرد: این LED‌ها یکی از اجزای مهم در تولید LED‌های نورسفید، در پخش کننده‌های بلوری (Blue ray) و صفحات نمایشگر کامپیوتری و تلویزیونی هستند. همانگونه که اشاره شد سولفید کادمیوم ، بهترین گزینه برای ساخت این ال ای دی‌هاست.

یوسفی ادامه داد: اگرچه می‌توان با تغییر ابعاد ساختارهای سولفید کادمیوم به مقیاس نانومتری، شدت گسیل یا جذب پرتوهای نور آبی توسط این ماده را افزایش داد، اما میزان این افزایش محدود است. یکی از راهکارهای غلبه بر این محدودیت وارد کردن ناخالصی مناسب به درون آن و در نتیجه افزایش کارایی این نیم رساناست.

وی افزود: از این رو، در این کار تحقیقاتی تصمیم گرفته شد که نانوساختارهای سولفید کادمیوم توسط عنصر روی که عنصری پر کاربرد در طبعیت است، آلاییده شوند. افزایش بازدهی ال ای دی نور آبی متشکل از نانوساختارهای سولفید کادمیوم، مهم‌ترین دستاورد این پژوهش است.

وی خاطرنشان کرد: در واقع ما توانستیم، توسط نانوساختارهای سولفید کادمیوم آلاییده شده با روی، یک حسگر نور آبی با پاسخ دهی سریع‌تر نسبت به سولفید کادمیوم خالص را تولید کنیم. با توجه به روش به کار رفته در رشد این نانو ساختارها، پاسخ دهی این حسگر در مدت زمان طولانی تابش نیز بدون تغییر باقی ماند.

به گفته‌ این محقق، در این کار نانوساختارهای خالص سولفید کادمیوم و نمونه‌های آلاییده شده با روی، به روش انتقال بخارات گرمایی (CVD) بر روی زیر لایه‌های سیلیکونی رشد داده شده است. این نانوساختارها به کمک انوع روش‌ها مانند XRD، SEM، XPS، Uv-vis و PL مورد شناسایی قرار گرفته‌اند. همچنین خواص حسگری این نانو ساختارها ، تحت پرتو یک ال ای دی نور آبی مورد آزمایش قرار گرفته است.

وی اظهار داشت: ناخالص کردن مواد نیمه رسانا با عناصر دیگر، بر خواص فیزیکی آن‌ها از جمله خواص الکتریکی، نوری و مغناطیسی تأثیرگذار است. در این طرح نیز، آلایش سولفید کادمیوم با عنصر روی باعث افزایش پنجره‌ جذب پرتوهای نور آبی توسط نانو ساختارهای سولفید کادمیوم شده است. در نتیجه‌ این عمل، نانو ساختارهای سولفید کادمیوم نهایی پاسخی سریع‌تر و با شدت بیشتری به پرتوهای نور آبی می‌دهند. از نتایج این طرح می‌توان در صنعت الکترونیک نوری و صنایع نظامی بهره گرفت.

نتایج این تحقیقات در مجله‌ Ceramics International (جلد ۴۲، شماره ۱، بخش B، سال ۲۰۱۶، صفحات ۱۸۹۱ تا ۱۸۹۶) منتشر شده است. دکتر رامین یوسفی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مسجد سلیمان، محمد امین باغچه سرا، مربی این دانشگاه، دکتر فرید جمالی شینی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اهواز و همکارانشان در انجام این پژوهش همکاری داشته‌اند.