Fabbricazione di diodi a emissione di luce mobili e miniaturizzati
I LED di dimensioni pari alla testa di uno spillo sono ciò che sta dietro ai puntatori laser e ai display elettronici. Con l'avvento della nanotecnologia, la ricerca di dispositivi elettronici e fotonici sempre più compatti sta diventando una realtà. I nano-LED sono destinati a rivoluzionare le applicazioni nella microscopia ad alta risoluzione, conservazione dell'informazione a densità ultraelevata e persino nell'illuminazione commerciale. La produzione ad alto volume del futuro richiederà metodi rapidi, flessibili ed economicamente efficienti. Gli scienziati hanno avviato il progetto 'A novel approach to the fabrication of nanoscale light emitting diodes' (NANOLEDS), finanziato dall'UE, per sfruttare la diffusione di atomi di idrogeno (H) indotta da laser nelle strutture LED dei semiconduttori, creando canali in nanoscala per il flusso di corrente. I canali in miniatura consentono attivazioni elettriche e ottiche localizzate di regioni della struttura LED di dimensioni inferiori al micrometro. Simultaneamente, la ricerca ha aumentato la conoscenza della fisica delle interazioni di idrogeno nelle leghe dei semiconduttori che attualmente stanno suscitando grande interesse a livello globale. I ricercatori hanno dimostrato un'elevata modifica delle proprietà elettriche delle leghe gallio-arseniuro-nitruro (GaAsN) e gallio-arseniuro-bismuto (GaAsBi) in conseguenza della diffusione di idrogeno, un effetto che offre flessibilità e controllo senza tecniche litografiche o di incisione. L'approccio della scrittura laser diretta per controllare le proprietà elettriche su nanoscala faciliterà lo sviluppo di tecniche di produzione semplici e rapide per la nanotecnologia. I ricercatori hanno inoltre dimostrato proprietà elettriche avanzate nelle leghe gallio-manganese-arseniuro (GaMnAs) e GaAs drogato con strutture LED basate su carbonio (GaAs:C) in seguito alla diffusione di idrogeno. I ricercatori hanno inoltre dimostrato che gli effetti elettrici dell'introduzione dell'idrogeno possono essere controllati localmente per la realizzazione di nano-LED nei dispositivi basati su GaAsN. Sebbene a causa di difetti e impurità si siano incontrate difficoltà nel formare canali in nanoscala, uno spostamento dell'attenzione ha portato alla produzione della prima area di emissione di luce mobile in un LED inorganico ottenuta variando la tensione applicata. Ha consentito un controllo accurato della posizione dell'area di emissione di luce nonché un aumento dell'intensità luminosa pari a 10 volte. Il progetto NANOLEDS ha fornito un contributo importante alla produzione su larga scala economicamente efficiente di nano-LED dimostrando un eccellente controllo sulla localizzazione delle emissioni di luce e le proprietà elettriche dei materiali semiconduttori impiegati. Il metodo della scrittura laser diretta per il controllo delle proprietà in nanoscala ha aperto la strada a una semplice e rapida produzione su larga scala di nano-LED.
