Национальный институт стандартов и технологий (NIST) опубликовал новую статью в Science Advances, в которой демонстрируется новый дизайн светодиодов, который может преодолеть давние ограничения в эффективности источников света. Исследовательская группа разработала микроскопические светодиоды, которые обеспечивают резкое увеличение яркости, а также способность создавать лазерный свет.

Команда, состоящая из ученых из Университета Мэриленда, Политехнического института Ренсселера и Исследовательского центра IBM Томаса Дж. Уотсона, достигла в 100–1000 раз более высокой яркости со светодиодами, созданными по новому подходу, по сравнению с обычными крошечными светодиодами субмикронного размера. «Это новая архитектура для производства светодиодов», - сказал Бабак Никобахт из NIST, придумавший новый дизайн. «Мы используем те же материалы, что и в обычных светодиодах. Наша разница заключается в их форме».

Хотя их новая конструкция светодиодов позволяет избежать падения эффективности, исследователи изначально не ставили перед собой задачу решить эту проблему. Их главной целью было создание микроскопического светодиода для использования в очень небольших приложениях, таких как технология «лаборатория на кристалле», которую разрабатывают ученые из NIST и других организаций.

Команда экспериментировала с совершенно новым дизайном светящейся части светодиода: в отличие от плоской плоской конструкции, используемой в обычных светодиодах, исследователи построили источник света из нитей оксида цинка толщиной 5 мкм, которые они называют плавниками. Их плавник может производить до 20 микроватт, в то время как типичный светодиод менее 25 мкм светит примерно 22 нановатт. Когда команда увеличила ток для светодиода, его сравнительно широкое излучение в конечном итоге сузилось до двух длин волн интенсивного фиолетового цвета, что означает, что он превратился в крошечный лазер.

«Преобразование светодиода в лазер требует больших усилий. Обычно для этого требуется подключение светодиода к резонансной полости, которая позволяет свету отражаться вокруг, чтобы получился лазер», - сказал Никобахт. «Похоже, что конструкция плавников может выполнять всю работу сама по себе, без необходимости добавления еще одной полости».