اخیراً محققان ادعا کرده اند که نانوحفره های هوا در بین میکروکره های هگزاگونال فشرده، الگویی قابل دستیابی برای حکاکی‌کردن آرایه های بلور فوتونیکِ انتشاردهنده نور را ایجاد می‌کنند. دانشمندانی از دانشگاه هنگ کنگ نشان داده اند که با اضافه کردن این نانوالگوها به سطح یک افزاره آزمایشی، شدت انتشار نور LED سه برابر افزایش می یابد.
تقویت نور دیودها، به کمک نانوحفره‌های هوا
اخیراً محققان ادعا کرده اند که نانوحفره های هوا در بین میکروکره های
هگزاگونال فشرده، الگویی قابل دستیابی برای حکاکی‌کردن آرایه های بلور فوتونیکِ
انتشاردهنده نور را ایجاد می‌کنند. دانشمندانی از دانشگاه هنگ کنگ نشان داده اند که
با اضافه کردن این نانوالگوها به سطح یک افزاره آزمایشی، شدت انتشار نور LED سه برابر
افزایش می یابد.
آنتونی چوی از گروه مهندسی برق و الکترونیک دانشگاه هنگ کنگ، در این‌باره
می گوید:«برای پوشش‌دهی یک ویفر دو اینچی تنها پنج میلی لیتر از یک سوسپانسیون ۱
درصدی میکروکره‌های سیلیکا نیاز است. تهیه چنین سوسپانسیونی تنها چند ده دلار هزینه
دربردارد که در مقایسه با هزینه های قابل توجه در خصوص حکاکی با پرتو الکترونی،
هزینه های نگهداری بالا و موانع الکترونی گران‌قیمت، این لیتوگرافی میکروکره‌ای یک
فناوری‌نانویی ارزان و کاربردی است.»
این محققان برای الگودهی ویفر LED، در ابتدا از طریق پوشش دهی پاششی، یک زیرلایه
GaN را با پخش میکروکره های سیلیکا(با قطر میانگین ۵۰۰ نانومتر) در آب دیونیزه شده،
پوشش دادند. این ذرات به شکل خودبه‌خود به‌صورت یک آرایه هگزاگونال بسیار فشرده تک‌لایه‌ای
آرایش می یابند. با دوگانه شدن این لایه، یک ماسک قابل قبول برای حکاکی‌کردن ساخته
می شود.
چوی و همکارانش از یک فرایند حکاکی خشک برای انتقال الگوی حفره های هوا به ویفر LED
استفاده می‌کنند، سپس این ذرات سیلیکا از طریق سونیفیکیشن از زیرلایه مذکور جدا
می شوند تا به این ترتیب یک آرایه از فضاهای خالی مثلث شکل در فواصل ۲۹۰ نانومتری
روی سطح نیمه رسانا به وجود آید.
بنا به اظهارات این محققان، ایجاد یک ساختار بلوری فوتونیک بر روی سطح یک LED،
می تواند از طریق پراکندگی مدهای موج‌بر به بیرون از نیمه رسانا، انتشار نور را
تقویت کند. طبق مشاهدات این گروه، LEDهای فاقد آرایه مذکور، از خود اثرات تداخلی ای
ناشی از تابش نور به جهت های جلو و عقب، نشان می دهند.
نتایج این تحقیق تحت عنوان “دیود‌های انتشاردهنده نور بلور فوتونیکی ساخته‌شده به‌وسیله
لیتوگرافی میکروکره‌ای” در مجله Nanotechnology منتشر شده‌است.
