|
Многонациональная команда ученых разработала процесс создания неорганического светодиода на основе стекла, который воспроизводит свет в ультрафиолетовом диапазоне. Их работа - это шаг навстречу медицинскому устройству с активными компонентами, изготовленными из наноструктурированных систем.
Светодиоды на основе обработанных раствором неорганических нанокристаллов обещают успешное применение в климатической и биомедицинской диагностике, поскольку являются дешевыми, надежными и химически стабильными. Но разработка была затруднена из-за сложностей при передаче ультрафиолета. В своей статье Серджио Бровелли (Sergio Brovelli) из Национальной лаборатории Los Alamos и команда, которую возглавил Альберто Палеари (Alberto Paleari) из Университета Милано-Бикокка в Италии, описывают процесс изготовления, благодаря которому удалось решить эту проблему и найти способ интеграции разнообразных применений.
Миру необходимы светоизлучающие устройства, которые можно применить в биомедицинской диагностике и медицине, а также в действующих диагностических лабораториях на чипе или в качестве источника света, который может быть имплантирован в тело человека, чтобы отследить некоторые фотохимические реакции. Такие устройства могли бы, например, выборочно активировать светочувствительные медикаменты для получения более эффективного лечения или проверить наличие флуоресцентных маркеров в медицинской диагностике. Эти материалы должны изготавливаться дешево, в большом объеме и интегрироваться в существующие технологии.
Работа описывает новый материал на основе стекла, интегрированный в кремниевую микросхему, которая является основным компонентом существующих электронных технологий, и способный передавать свет в ультрафиолетовом спектре.
Новое устройство является неорганическим и сочетает в себе химическую инертность и механическую стабильность стекла со свойствами электропроводимости и электролюминесценции (например, способностью материала излучать свет в ответ на прохождение электрического тока). В результате оно может использоваться в жестких внешних условиях, таких как погружение в физиологический раствор или имплантация непосредственно в тело. Это стало возможным благодаря разработке новой стратегии синтеза, которая позволяет изготавливать неорганические светодиоды при помощи жидкостной химической обработки, т. е. серии простых химических реакций в лабораторном стакане. Немаловажно, что этот метод можно расширить до промышленных объемов при очень малой стартовой стоимости. В конце концов, они излучают свет в ультрафиолетовом диапазоне, благодаря точному дизайну нанокристалла, заключенного в стекло.
В обычных светодиодах излучение света происходит на резкой границе раздела между двумя полупроводниками. Применяемый здесь дизайн окись-в-окиси отличается от привычного, поскольку позволяет изготавливать материал, который ведет себя как совокупность полупроводниковых соединений, распределенных в стекле. Эта новая концепция основана на сборе новейших стратегий в науке о нанокристаллах и сочетании преимуществ нанометрических материалов, состоящих из нескольких компонентов. В этом случае активная часть устройства состоит из нанокристаллов диоксида олова, покрытых оболочкой из одноокиси олова, заключенных в стандартное стекло. Регулируя толщину покрытия, можно контролировать электрический ответ всего материала.
Нанопокрытия
|
