محققان دانشگاه پرينستون توانستهاند با بهرهگيري از ساختار در مقياس نانو، روشنايي و كارآمدي صفحات LEDكه از مواد آلي ساخته شدهاند و به صورت ورقههاي كربني منعطف هستند و در ساخت موبايلهاي هوشمند و تبلتها ميتوان از آنها استفاده كرد، را بيش 50 درصد افزايش دهند. محققان همچنين اعلام كردهاند راهكار آنها نتايج مشابهي در LEDهايي كه از مواد غير آلي و عموماً از سيليكون ساخته شدهاند، خواهد داشت.
اين روش در مقايسه با روشهاي متعارف، وضوح تصوير
LEDها را 400 درصد افزايش ميدهد. محققان اين روش را از طريق ابداع فناوري كه نور را در مقياس كوچكتر از طول موج دستكاري ميكند، به كار ميگيرند.
پروفسور استفان چو ميگويد: فناوري جديد نانو ميتواند قوانين مرتبط با روشهاي دستكاري نور را تغيير دهد.
يك
LEDيا ديويد صادركننده نور يك دستگاه الكترونيكي است كه جريان برق بين دو پايانه آن حركت ميكند، نور از خود صادر ميكند. LEDها به نسبت لامپهاي رشتهاي فلورسنتي چندين مزيت دارند. آنها بسيار كارآمدتر و فشردهتر بوده و طول عمر بيشتري دارند كه همه اينها در ساختن نمايشگرهاي قابل حمل بسيار مهم هستند.
در طراحي
LEDهاي فعلي چالشهايي وجود دارند: مهمترين آنها كاهش ميزان نور است كه در داخل ساختار
LEDها به دام ميافتد. اگرچه LEDها به سبب كارآمديشان معروف هستند، اما تنها مقدار بسيار كمي از نوري كه در درون LEDتوليد ميشود توان فرار از آن را دارد.
به گفته پروفسور چو اين دقيقاً همان دليلي است كه نوري كه داخل استخر كار گذاشته ميشود از بيرون كمسو نشان ميدهد چراكه نور در داخل آب به دام ميافتد. به همين نسبت ساختار جامد يك LED نور بيشتري را به دام مياندازد. در واقع يك LED ابتدايي تنها 2 تا 4 درصد نوري را كه توليد ميكند به بيرون ميفرستد. به دام افتادن نور در داخل LED نه تنها باعث ميشود كه LEDكمسو به نظر برسد، بلكه عمر LEDها را كم ميكند چراكه نور به دام افتاده LEDها را داغ ميكند.
مهندسان از طريق افزودن فلزات بازتابدهنده، لنزها يا ساير ساختارها ميتوانند ميزان خروجي نور
LEDها را افزايش دهند. اين روشها ميتواند ميزان خروجي نور LEDهاي ساخته شده از مواد آلي را به ميزان 38 درصد بيفزايد اما اين روشها سبب ميشود كه صفحه نمايشگر نور محيط را بازتاب دهد كه اين باعث كاهش كنتراست آن شده و تصاوير را غيرشفاف ميسازد. براي جنگ با بازتابش نور محيط مهندسان در حال حاضر موادي را به عنوان جاذب نور به صفحات نمايشگر ميافزايند. اما چنين جاذبهاي نور خود LEDها را هم جذب كرده و روشنايي و كارآمدي آنها را به نصف ميكاهد. تيم محققان دانشگاه پرينستون يك ساختار با فناوري نانو ابداع كرده كه ميزان خروجي نور را تا 60 درصد ميافزايد كه 57 درصد بيشتر از ميزان نور متعارف LEDهاي ساخته شده از مواد آلي است. همزمان اين ساختار جديد كنتراست نمايشگر را تا 400درصد افزايش داده است. اين بالا بردن ميزان شفافيت سبب شده است كه داغ شدن ناشي از به دام افتادن نور در LEDهاي معمول كاهش يابد.
از آنجا كه ساختار ابداع شده از طريق راهنمايي نور به بيرون
LEDكار ميكند، به كارگيرندگان آن ميتوانند بيشتر نور خروجي را به سوي بيننده صفحه نمايش متمركز كنند. اين سيستم همچنين جايگزين الكترودهاي ظريف شكننده شفاف ميشود كه خود به خود صفحه نمايش را بسيار بيشتر از صفحات فعلي منعطفتر ميسازد. به گفته پروفسور چو چنين صفحهاي آنقدر منعطف است كه ميتواند در داخل لباس قرار گرفته و متناسب با آن خم شود. كاهش قيمت LEDها هم از نتايج استفاده از اين فناوري خواهد بود.
يك جايزه تحقيقاتي مهم به سبب كاربرد اين ساختار نانوفناوري به عنوان پيشرفتي در راهحل كارآمدي انرژي نوراني اخيراً به پروفسور چو تعلق گرفته است.
منبع:
sciencedaily. com
