تولید LED‌های کاراتر با استفاده از نانوساختارهای سه بعدی

شرکت اوسرام (OSRAM) با استفاده از نانوساختارهای سه بعدی، موفق به تولید LED‌های کاراتر شده است. همچنین طراحی جدید، امکان تولید تعداد LED بیشتری را با خط تولید فعلی این شرکت فراهم می‌کند.

شرکت اوسرام (OSRAM) امیدوار است که با استفاده از فناوری‌ نانو بتواند با خط تولید فعلی خود، تراشه‌های LED بیشتری تولید کند. این شرکت برای اولین بار موفق به تولید LEDهای سه بعدی مبتنی بر فناوری‌ نانو برای تولید نور سفید شده است. این LEDها به دلیل ویژگی‌های سطحی ویژه‌ای که دارند بهره‌وری تولید بالاتری نسبت به مدل‌های استاندارد امروزی دارند. در LEDهای استاندارد از یک سطح صاف استفاده می‌شود اما در LEDهای جدید از کانال‌های میکروسکوپی سه بعدی استفاده شده که موجب افزایش منطقه نوردهی می‌شود. انتظار می‌رود که این فناوری جدید به زودی به مرحله تولید انبوه برسد.
یکی از فاکتورهای تعیین کننده ظرفیت تراشه‌های LED، ابعاد ویفر آن‌هاست. یک ویفر، ظاهری شبیه به دی‌وی‌دی‌های بزرگ دارد و به عنوان زیرلایه برای نیمه‌هادی استفاده می‌شود. این زیرلایه معمولاً به هزاران بخش تقسیم شده و تراشه‌های منفرد با این بخش‌ها ساخته می‌شود. کیفیت تراشه‌های روی ویفر بسیار مهم بوده به طوری که باید شرایط ویژه‌ای داشته باشند تا بتوان ازآن‌ها برای ساخت LED استفاده کرد؛ در غیر این‌صورت محصول نهایی کیفیت پایینی خواهد داشت.
مارتین استارسبورگ، مدیر نوآوری این شرکت می‌گوید: «اگر شما سطح LED را زیر میکروسکوپ نگاه کنید، ساختاری شبیه آسمان‌خراش‌های روییده بر سطح ویفر خواهید دید.»
نمونه اولیه ساخته شده توسط این شرکت نشان می‌دهد که مساحت سطحی آن به دلیل وجود نانوساختارها، ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر از LEDهای معمولی است بنابراین نور بیشتری تولید کرده و مقدار تابش آن تقریباً ۱۰ درصد بیشتر از LEDهای معمولی است. با این روش می‌توان هزاران تراشه بیشتر روی هر ویفر تولید کرد. در این پروژه محققان با استفاده از ماسک‌های مختلف موفق به ایجاد شکل‌ هندسی سه بعدی روی سطح نیمه‌هادی شدند. این لایه نیمه‌هادی روی سطح ویفر قرار داده شده و ضخامت بسیار کمی دارد. حفره های نانومقیاسی روی سطح نیمه‌هادی ایجاد می‌شود که این کار منجر به تولید ستون‌هایی روی سطح نیمه‌هادی می‌شود. روی سطح این ستون‌ها با مواد شفاف پوشانده می‌شود. محققان این شرکت با استفاده از فسفر، سطح نیمه‌هادی را پوشش داده و توانستند LED با نور سفید تولید کنند. در قدم بعد LED با رنگ‌هایی نظیر آبی نیز تولید شد. در حال حاضر محققان در حال کاهش انحراف رنگ در این LEDها هستند.