Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Λουντ ανέπτυξαν έναν νέο τύπο διόδων εκπομπής φωτός που βασίζεται σε λεπτά, διακλαδισμένα νανονήματα, προσφέροντας σημαντικά υψηλότερη απόδοση και χαμηλότερο κόστος παραγωγής σε σύγκριση με την τρέχουσα τεχνολογία.
Στα συμβατικά υλικά led, μεγάλο μέρος του φωτός παγιδεύεται εσωτερικά λόγω της ολικής εσωτερικής ανάκλασης, με αποτέλεσμα μόνο ένα μικρό ποσοστό να διαφεύγει.
Η νέα μέθοδος αξιοποιεί πολύ λεπτούς πλάγιους κλάδους που εκτείνονται από έναν κεντρικό πυρήνα. Εάν οι δομές γίνουν λεπτότερες από το μήκος κύματος του φωτός, το φως δεν μπορεί να παγιδευτεί με τον ίδιο τρόπο, επιτρέποντας θεωρητικά την απελευθέρωση σχεδόν ολόκληρης της φωτεινής ροής.
Όπως επισημαίνει ο καθηγητής Μάγκνους Μποργκστρόμ, «εάν οι δομές κατασκευαστούν αρκετά λεπτές, το φως δεν μπορεί να παγιδευτεί μέσα στο υλικό με τον ίδιο τρόπο».
Η επιβεβαίωση της εκπομπής
Η τεχνολογία στηρίζεται σε νανονήματα όπου ο κεντρικός πυρήνας εγχέει φορείς φορτίου, ενώ η εκπομπή φωτός πραγματοποιείται στους λεπτούς πλάγιους κλάδους. Σχεδιάζοντας τον πυρήνα έτσι ώστε να μην εκπέμπει ο ίδιος φως, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να αποδείξει ότι η παραγωγή φωτός γίνεται ακριβώς στους κλάδους και όχι μέσω επαναρρόφησης.
Σύμφωνα με τον υποψήφιο διδάκτορα Γιουέ Ζάο, «το γεγονός ότι τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι το φως παράγεται ακριβώς εκεί που θέλουμε είναι κρίσιμο για να λειτουργήσει η τεχνολογία».
Οι προοπτικές και οι προκλήσεις
Παρά το γεγονός ότι η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο και απέχει από την εμπορική αξιοποίηση, οι προοπτικές είναι τεράστιες καθώς απαιτείται λιγότερο υλικό. Βασική πρόκληση παραμένει ο περιορισμός των απωλειών από επιφανειακές ατέλειες στις νανοδομές. Η ομάδα συνεχίζει τις προσπάθειες βελτιστοποίησης για τη μελλοντική ανάπτυξη ενεργειακά αποδοτικότερων πηγών φωτισμού.
