Stichting FOM
28 juni 2011, 2011/24
Nanodraden openen deur naar betere leds
Onderzoekers van het FOM-instituut AMOLF hebben samen met onderzoekers
van Philips Research, de TU Eindhoven en de TU Delft speciale
nanostructuren gemaakt die als licht emitterende diode (led) gebruikt
zouden kunnen worden. Hiermee is het mogelijk om de richting van het
emissie te sturen. Controle op de richting van het licht is van groot
belang om de efficiëntie van leds te verhogen én is een stap in de
richting van een volgende generatie leds, gebaseerd op halfgeleidende
nanodraden. De resultaten van hun onderzoek worden binnenkort
gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift ACS Nano.
Figuur 1. Opname van het patroon van nanodraden met een
elektronenmicroscoop
vergroten Figuur 1. Opname van het patroon van nanodraden met een
elektronenmicroscoop
Figuur 2. Weergave van de lichtintensiteit
vergroten Figuur 2. Weergave van de lichtintensiteit
Meting van de lichtintensiteit van het geëmitteerde licht van de
nanodraden als functie van de golflengte (ofwel kleur) en de hoek van
het geëmitteerde licht. Het maximum is afhankelijk van de emitter, die
in de nanodraden zit. In dit geval ligt het bij 950 nm en 55 graden.
Nanostructuren
De richting waarin een led licht uitzendt wordt voornamelijk bepaald
door het oppervlak tussen de led en de lucht. Omdat licht alleen onder
kleine hoeken uit de led kan ontsnappen, is de richting van de emissie
voornamelijk rechtdoor (loodrecht op het oppervlak). Maar dit kan
beïnvloed worden door het oppervlak van de led te nanostructureren.
Geïnspireerd door deze nanostructuren hebben de onderzoekers een nieuwe
technologie ontwikkeld, waarmee de richting van het licht kan worden
veranderd.
Fotonisch kristal
De nieuwe methode bestaat uit het groeien van deels emitterende
nanodraden in een geordend patroon. Dit patroon vormt een 'fotonisch
kristal' dat het licht in specifieke richtingen stuurt. Verder laten de
onderzoekers zien, dat door een slimme keuze van de positie van het
emitterende deel binnen de nanodraad, de emissie geoptimaliseerd kan
worden. Deze kennis kan leiden tot een verhoging van de efficiëntie van
leds. Bovendien opent het de deur naar een volgende generatie leds,
gebaseerd op halfgeleidende nanodraden.
Dit onderzoek maakt deel uit van het Industrial Partnership Programme
'Impoved solid-state light sources' van de Stichting voor Fundamenteel
Onderzoek der Materie (FOM) en Philips en het FOM-programma
'NanoPhotovoltaics'. Daarnaast krijgt het steun van
Technologiestichting STW.
Meer informatie
Jaime Gómez Rivas, FOM-Instituut AMOLF, p/a Philips Research
Laboratories Eindhoven, High Tech Campus 4, 5656 AE Eindhoven, telefoon
(040) 274 23 49.
Referentie
'Controlling the Directional Emission of Periodic Arrays of
Heterostructured Semiconductor Nanowires', Silke L. Diedenhofen, Olaf
T.A. Janssen, Moïra Hocevar, Aurélie Pierret, Erik P.A.M. Bakkers, H.
Paul Urbach, and Jaime Gómez Rivas.