اللمعان الكهربائي من الأشعة infrared إلى ultraviolet
كيفية انتاج اللمعان الكهربائي من الأشعة infrared إلى ultraviolet.
اللمعان الكهربائي
هو اللمعان المنتج كهربائيًا أمرًا ضروريًا لتشغيل العديد من الأجهزة الإلكترونية المصممة لإصدار الضوء.
يمكن تحقيق EL نظريًا في أجهزة ذات هياكل متنوعة ومصنوعة من مواد مختلفة.
ومع ذلك لكي تكون هذه الأجهزة مضيئة كهربائياً، فإنها تحتاج إلى عدد من الميزات الأساسية التي تسمح لها بدعم مواد معينة مشعة للضوء.
حدت هذه الميزات الأساسية حتى الآن من نطاق المواد التي يمكن استخدامها لبناء أجهزة الإنارة الكهربائية.
أدى هذا في النهاية إلى منع تطوير الأجهزة التي يمكنها إصدار الضوء على نطاق واسع من الأطوال الموجية.
انبعث الضوء من الأشعة تحت الحمراء
اكتشف باحثون في جامعة كاليفورنيا بيركلي (UC Berkeley) مؤخرًا جهازًا كهربائيًا يمكن أن ينبعث الضوء من الأشعة تحت الحمراء إلى الأطوال الموجية فوق البنفسجية.
تم تصميم هذا الجهاز الجديد، الذي تم تقديمه في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Nature Electronics، باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs).
وهي هياكل أسطوانية كبيرة قائمة على الكربون تُستخدم غالبًا في تصنيع الإلكترونيات.
كتب الباحثون في ورقتهم البحثية “لقد أظهرنا أن جهازًا ثنائي الأطراف يستخدم مجموعة من الأنابيب النانوية الكربونية كمصدر اتصال يمكن أن يثير التلألؤ الكهربائي من مواد مختلفة مستقلة عن تركيبها الكيميائي”.
أنشأ Yingbo Zhao وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي هيكل مكثف لأشباه الموصلات المعدنية (MOS).
يستخدم الأنابيب النانوية الكربونية كمصدر اتصال. يتيح هذا الهيكل حقن شحنة الحامل في نطاق واسع من المواد المنبعثة عبر محاذاة نطاقات مختلفة.
لإنشاء هذا الهيكل قام الباحثون بتجميع الأنابيب النانوية الكربونية شبه الموصلة على ركيزة SiO2 / p Si 50 نانومتر باستخدام تقنية معالجة المحلول.
وقد أتاح ذلك تشكيل شبكة CNT مستمرة يمكنها توصيل الكهرباء.
بالمقارنة مع الأساليب المقترحة سابقًا لإنشاء أجهزة الإنارة الكهربائية.
فإن تصميمها يتيح استخدام مجموعة متنوعة من المواد الباعثة للضوء لتحقيق EL على مستوى الجهاز.
في الواقع يسمح بإيداع المواد مباشرة أعلى جهة اتصال المصدر. وبالتالي لا يقتصر على مدى كفاءة الجهاز في معالجة مادة معينة.
ينتج عن هذا إنتاج EL عبر نطاق أوسع من الأطوال الموجية.
أوضح الباحثون في ورقتهم. “يمكن للجهاز إنتاج EL من الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (0.13 eV) إلى الأطوال الموجية فوق البنفسجية (3.3 eV).
اعتمادًا على المادة المنبعثة المنسدلة على قمة مجموعة الأنابيب النانوية، ومع اقتراب الفولتية الأولية من فجوة الطاقة الضوئية للانبعاث المادة”.
اختبر الباحثون أداء الهيكل الذي صمموه في سلسلة من عمليات المحاكاة.
وجدوا أن البنية القائمة على CNT يمكن أن تمكن من إنتاج EL عبر نطاق أوسع بكثير من الأطوال الموجية مما تم تحقيقه بواسطة معظم أجهزة الإنارة الكهربائية المطورة مسبقًا.
في المستقبل
في المستقبل يمكن استخدام الجهاز المقدم في هذه الورقة البحثية الحديثة لإنشاء أدوات استشعار وقياس متقدمة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
كجزء من دراستهم، أظهر الباحثون إمكاناته كأداة للتحليل الطيفي والاستشعار EL، وهما تطبيقان يمكن استكشافهما بشكل أكبر في دراساتهم التالية.
كتب الباحثون في ورقتهم “لقد أظهرنا أن جهازنا يمكن استخدامه لفحص تفاعل كيميائي في قطيرة سائلة عبر التحليل الطيفي EL ويمكن استخدامه كمستشعر EL للكشف عن الأبخرة العضوية”.
يمكن قراءة المزيد من الابتكارات والاختراعات المختلفة من خلال الضغط هنا
للاطلاع على المزيد من المواضيع وأبرز المقالات عبر موقع سجلات الأردن اضغط هنا
