p Padrões em nanoescala projetados para dobrar, deflect e dividir a luz agora podem ser fabricados diretamente em superfícies de diodo emissor de luz (LED) usando um método de gravação inovador desenvolvido por pesquisadores do A * STAR. O novo esquema de fabricação cria novas possibilidades para o controle fácil da saída de luz. p Avanços recentes em iluminação LED transformaram a vida cotidiana e a tecnologia de ponta - de iluminação eficiente para ambientes, à luz de fundo da TV e do dispositivo móvel, e os minúsculos circuitos ópticos que conduzem as redes globais de fibra óptica.

p O componente emissor de luz dos LEDs é uma estrutura surpreendentemente simples, normalmente uma fina camada de um material dielétrico, como nitreto de gálio (GaN) em um substrato de safira cristalina. Essa estrutura significa que a luz emitida pelos LEDs é dispersa de forma ineficiente em todas as direções, incluindo de volta para o substrato no qual a camada emissora de luz é fixada. Então, enquanto os pesquisadores fizeram avanços tremendos na eficiência de emissão de luz, ainda há espaço para melhorias.

p Egor Khaidarov e colegas do Data Storage Institute da A * STAR e da Nanyang Technological University encontraram agora uma maneira de padronizar o GaN com recursos em nanoescala que podem controlar o comportamento da luz.

p "Demonstramos que metassuperfícies - superfícies padronizadas com características tipicamente menores do que o comprimento de onda da luz emitida - podem ser fabricadas diretamente em uma plataforma padrão de GaN sobre safira, "diz Khaidarov." Mais importante, mostramos que, com um bom design, é possível criar as metasuperfícies sem a necessidade de uma camada adicional, mantendo um alto nível de eficiência de emissão. "

p Modificações de meta-superfície de LEDs foram tentadas no passado. Isso incluiu a padronização de uma camada adicional com um índice de refração muito diferente do substrato GaN-sobre-safira subjacente para manter a luz na camada metassuperficial e aumentar as interações luz-matéria. O problema de padronizar o GaN diretamente - um grande benefício para a fabricação - é uma fraqueza das interações devido à falta de contraste do índice de refração.

p "Para superar isso, trabalhamos com estruturas muito profundas com uma grande proporção de aspecto, efetivamente matrizes de nanopilares, para reduzir a influência do substrato nos modos ópticos da metassuperfície, "explica Khaidarov (ver imagem).

p O design resultante, Contudo, representou um grande desafio para a fabricação, exigindo que a equipe desenvolva um procedimento preciso de nanofabricação envolvendo litografia por feixe de elétrons e rápido, corrosão iônica reativa de alta temperatura.

p "Com o nosso conceito de design, temos, em princípio, controle total das propriedades de saída da luz, o que nos permite fabricar componentes ópticos mais complexos, como lentes, geradores de feixe de vórtice, polarímetros e hologramas, "diz Khaidarov.