紫外线LED现在在电子和生物、消毒、水净化的扫描探针尖端中发现了多种应用。

NIST的铝增强纳米线发光二极管

美国国家标准与技术研究院（NIST）的纳米线开发科学家制造了紫外发光二极管（LED），由于采用特殊类型的外壳，其光强度比基于更简单外壳的同类LED产生的光强度高五倍设计。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的科学家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）纳米线方面专业技术的结果。最近，研究人员一直在试验由掺硅的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集团此前曾展示过GaN LED，它们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。

纳米技术描述了最新的发展，更亮的LED由纳米线制成，具有所谓的“p-i-n”结构，三层设计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。主要作者Matt Brubaker解释说，“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。”纳米线测试结构长约440nm，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）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。

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