納米LED裝置由發(fā)光氧化鋅翅片、絕緣介質(zhì)材料和金屬觸點構(gòu)成。

《科學(xué)進展》雜志8月14日報道，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）、馬里蘭大學(xué)和倫斯勒理工學(xué)院等開發(fā)了一種新型發(fā)光二極管（LED），有望突破長期存在的光源效率限制。研究人員經(jīng)演示實驗后發(fā)現(xiàn)，新型LED的亮度是傳統(tǒng)亞微米級LED的100~1000倍，并且具備產(chǎn)生激光的能力。這些特性在規(guī)?；托⌒突瘧?yīng)用中具備潛在應(yīng)用價值。

NIST研究人員Babak Nikoobakht說：“這是制造LED的新架構(gòu)。雖然我們使用的材料與傳統(tǒng)LED裝置相同，但對它們的形狀進行了改進?！?/p>

雖然LED裝置開啟了照明新時代，但即便是現(xiàn)在使用的LED設(shè)備，也有它的局限性：在一定程度上，增加LED的電量會使其發(fā)出的光更明亮。然而，亮度很快就會降低，使LED的效率變得非常低?！靶式档汀眴栴}限制了LED在通信技術(shù)、殺毒等多個領(lǐng)域的應(yīng)用。

Nikoobakht等設(shè)計的新型LED裝置克服了效率降低問題，但這完全是意外之喜——他們的主要目標(biāo)只是制造一種微型LED，以滿足芯片實驗室技術(shù)的需求。

與傳統(tǒng)LED使用的平面設(shè)計不同，研究人員在新LED中引入了氧化鋅翅片。翅片陣列看起來就像一把小梳子，并可以向1厘米以外區(qū)域延伸。

Nikoobakht解釋說：“我們從翅片結(jié)構(gòu)上看到了希望，因為它們細(xì)長的形狀和較寬的側(cè)面或許能夠接收更多電流。一開始，我們只是想測試一下新架構(gòu)能承受多高的電流，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)它變得越來越亮。”

新LED能發(fā)射出紫光至紫外光的明亮光線，產(chǎn)生的功率是一般小型LED的成百上千倍。Nikoobakht說：“這是一個重要的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)。面積約1平方微米的LED，發(fā)光功率約為22納瓦，而新LED能產(chǎn)生高達(dá)20微瓦的功率。”

在實驗過程中，研究人員還取得了另一個驚人的發(fā)現(xiàn)：雖然新LED最初是在一定波長范圍內(nèi)發(fā)光，但它相對較寬的發(fā)射光范圍最終縮小為兩個波長的強烈紫光。這說明，新LED裝置變成了微型激光器。

Nikoobakht說：“將LED轉(zhuǎn)換為激光非常不容易。它需要將LED與諧振腔耦合，使光在腔內(nèi)反射。翅片結(jié)構(gòu)讓新LED能夠獨立完成整個工作，無需再依托諧振腔?！?/p>

微型激光器在化學(xué)傳感、便攜式通信產(chǎn)品、高清顯示器和芯片級設(shè)備等方面，都有重要應(yīng)用價值。Nikoobakht說：“新型LED裝置有可能成為未來應(yīng)用的關(guān)鍵組成部分之一。它能發(fā)出明亮的激光，并且效率不會降低。”