p (PhysOrg.com) - Físicos de Taiwan projetaram e fabricaram diodos emissores de luz (LEDs) de tamanho nanométrico que emitem luz abrangendo todo o espectro visível. Embora os minúsculos LEDs coloridos não sejam destinados a aplicações de iluminação comercial, eles devem ser úteis em microscopia de alta resolução e fotolitografia de comprimento de onda. p Os pesquisadores, Yu-Jung Lu, et al., da National Tsing-Hua University em Hsinchu, Taiwan, publicaram seu estudo sobre os nano-LEDs em uma edição recente da Cartas de Física Aplicada .

p Os novos nano-LEDs têm uma estrutura única que consiste em nanodiscos de 40 nm de espessura imprensados ​​entre duas camadas de nanobastões, resultando em uma geometria de nanodisco em nanobastão. Os nanodiscos são feitos de nitreto de índio e gálio (InGaN), um material semicondutor que é amplamente utilizado em LEDs e células solares, enquanto os nanobastões são feitos de nitreto de gálio (GaN). Contudo, Os LEDs InGaN capazes de emitir luz em todo o espectro visível não foram alcançados até agora.

p “A estrutura do nanodisco / nanorod InGaN / GaN é semelhante a uma estrutura de poço quântico bem conhecida, mas em uma dimensionalidade reduzida (redução nos tamanhos laterais), ”Co-autor Shangjr Gwo, professor de física da National Tsing-Hua University, contado PhysOrg.com . “Os nanodiscos InGaN ensanduichados entre as regiões p- e n-GaN agem como emissores de luz visível em cores quando elétrons e buracos são injetados através da junção p-n em uma tensão de polarização direta. A luz eletroluminescente vem da recombinação elétron-buraco dentro dos nanodiscos InGaN. ”

p Como os pesquisadores explicaram, a chave para alcançar LEDs totalmente coloridos era superar grandes deformações de rede, que degradam as emissões de comprimento de onda longo. O sistema de nanorod InGaN / GaN resolve esse problema devido ao relaxamento de tensão na geometria nanoestruturada.

p Os pesquisadores esperam que esses nano-LEDs coloridos possam ser usados ​​em técnicas de imagem de alta resolução que podem resolver características de comprimento de onda ultra-pequeno de objetos. Para fazer isso, essas técnicas devem superar o limite de difração, que é um limite fundamental na resolução da imagem causada pelo espalhamento - ou “difração” - das ondas. As técnicas de imagem podem contornar esse limite usando ondas evanescentes, que revelam informações sobre as características de comprimento de onda dos objetos, mas também decai exponencialmente para longe do objeto. Devido ao curto alcance das ondas evanescentes, as técnicas de imagem que os detectam são baseadas na ótica de campo próximo.

p Uma dessas técnicas é a varredura de microscopia ótica de campo próximo (SNOM), que usa uma pequena sonda para gerar e recuperar ondas evanescentes. Um dos maiores desafios do SNOM é obter uma fonte de luz que seja pequena e versátil o suficiente para funcionar nesta sonda, e é aí que os novos nano-LEDs entram. Embora pesquisas anteriores tenham demonstrado as vantagens do uso de nano-LEDs nas sondas, esta é a primeira vez que um nano-LED com uma gama de cores está disponível.

p “Para microscopia, podemos usar o nano-LED como uma fonte de luz de excitação localizada em um comprimento de onda escolhido para excitar seletivamente moléculas fluorescentes específicas, ”Lu disse.

p Em seu estudo, os pesquisadores demonstraram experimentalmente usando os LEDs nanodisk-in-nanorod para fotolitografia de comprimento de onda, em que a luz é usada para criar um padrão em um material sensível à luz. Eles predizem isso, fabricando os nano-LEDs nas pontas de sonda SNOM, eles poderiam alcançar um melhor controle espacial para futura fotolitografia em comprimento de onda.

p “Para as aplicações de fotolitografia, a liberdade de usar nano-LEDs em qualquer comprimento de onda amplia a escolha de fotorresiste e permite o controle de sua foto-resposta, ”Lu disse. p Copyright 2011 PhysOrg.com.
Todos os direitos reservados. Este material não pode ser publicado, transmissão, reescrito ou redistribuído no todo ou em parte sem a permissão expressa por escrito da PhysOrg.com.