تحسين أداء الثنائيات الباعثة للضوء (LED)

الثنائيات الباعثة للضوء المعروفة بالـ(LED) هي مصدر ضوئي حديث له استخدامات كثيرة في حياتنا اليومية، فمن استخدماته مثلا: شاشات الهواتف النقالة و التلفاز و إشارات المرور و أضواء المنزل.

إن ميزات هذه الثنائيات أنها تستخدم طاقة أقل لقوة أفضل. و لكن مع هذا، فهي ليست مثالية و هناك أبحاث مستمرة لتحسين أداءها. أحد الأمور التي تقوم بتقليل أداء هذه الثنائيات هو الواقي الذي يضع عليها و الضروري وضعه لحمايتها.

يقوم هذا الواقي بتقليل الأداء عبر عكس بعض الضوء المنبعث من الثنائيات و حبسه بين الطبقتين. لذلك، وجد بعض العلماء أنه بإمكانهم تقليل نسبة هذه الانعكاسات بـ20% عن طريق وضع طبقة من جزيئات النانو بين طبقتي الواقي و طبقة رقاقة الـLED.

من فوائد هذه الطبقة النانوية أيضا بأنها تقلل انحباس الحرارة أيضا حيث أن انحباس الضوء يؤدي إلى زيادة الحرارة. لذلك، فإن وضع هذه الطبقة لا يقوم بتحسن الأداء فقط بل بتطويل حياة الثنائي أيضا و ذلك لأن الحرارة تؤدي إلى تسريع تلف الثنائي الضوئي.

قبل الدخول إلى عالم النانو، كانت الدراسات التي تهدف إلى تحسين الثنائي متركزة على تحسين الواقي نفسه. و لكن معظم الدراسات وجدت أن تحسين الواقي عادة ما أدى إلى الزيادة في الضخامة و التكلفة بعكس إضافة طبقة نانوية الذي لا يزيد في الضخامة أو التكلفة بشكل كبير.

لذلك، فالمرحلة القادمة من البحث هي الطبقة النانوية نفسها حيث سيقوم العلماء بالنظر إلى المواد، الأحجام، و المسافات المثلى بين الجزيئات للحصول على أفضل أداء ممكن من الثنائيات.

المصادر:

(1) Sikdar, D., Pendry, J.B. & Kornyshev, A.A. Nanoparticle meta-grid for enhanced light extraction from light-emitting devices. Light Sci Appl 9, 122 (2020). https://doi.org/10.1038/s41377-020-00357-w.

(2) Nanowerk. 2020. Layer Of Nanoparticles Could Improve LED Performance And Lifetime. [online] Available at: <https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=55857.php> [Accessed 10 August 2020].