研究人员提高了纳米线LED的强度

美国国家标准与技术研究院(NIST)的纳米线专家制造了紫外发光二极管(LED)，由于采用了特殊类型的外壳，其光强度比基于更简单外壳设计的同类LED产生的光强度高五倍。

紫外LED用于越来越多的应用，如聚合物固化，水净化和医疗消毒。微型LED也是视觉显示器的关注点。NIST的工作人员正在试验基于纳米线的LED，用于电子和生物应用的扫描探针尖端。

新的更亮的LED是NIST在制造高质量氮化镓(GaN)纳米线方面的专业技术的结果。最近，研究人员一直在试验由硅掺杂GaN制成的纳米线核心，这种核心具有额外的电子，被镁掺杂的GaN制成的壳体包围，这些壳体具有多余的缺失电子的“空穴”。当电子和空穴结合时，能量以光的形式释放，这一过程称为电致发光。

NIST集团此前曾证明，LED产生的光归因于注入壳层的电子与空穴重新结合。新型LED在壳层中添加了少量铝，从而减少了电子溢出和光重吸收造成的损失。

正如纳米技术杂志所述，更亮的LED由纳米线制成，具有所谓的“引脚”结构，三层设计可将电子和空穴注入纳米线。向壳中添加铝有助于将电子限制在纳米线核心，使电致发光增强五倍。

“铝的作用是引入电流的不对称性，阻止电子流入壳层，这会降低效率，反而将电子和空穴限制在纳米线核心，”第一作者Matt Brubaker说。

纳米线测试结构长约440纳米(nm)，壳厚度约为40nm。最终的LED，包括外壳，几乎大了10倍。研究人员发现，加入到制造结构中的铝量取决于纳米线直径。

集团领导人Kris Bertness表示，至少有两家公司正在开发基于纳米线的微型LED，NIST与其中一家公司签署了合作研发协议，以开发掺杂剂和结构表征方法。研究人员已经与扫描探针公司就他们的探针技巧中使用NIST LED进行了初步讨论，NIST计划很快展示原型LED工具。

NIST团队持有美国专利8,484,756，该仪器将微波扫描探针显微镜与LED相结合，用于重要半导体纳米结构(如晶体管通道和太阳能电池中的单个晶粒)的材料质量的非破坏性，非接触式测试。该探针还可用于蛋白质去折叠和细胞结构的生物学研究。