פריצת דרך בטכנולוגיית LED יכולה לשנות הכל.

(עיתון דן טרי) - חלק מחומרי הלד מיוחדים משום שאינם מוליכים חשמל, וזו בדיוק הסיבה שהם משכו את תשומת ליבם של מדענים. מחקר חדש על חומרים אלה מבטיח לפתוח התקדמויות פורצות דרך.

מסכי LED משתמשים בדיודות פולטות אור כדי ליצור תמונות. לסוג זה של מסך יתרונות בולטים עם בהירות ויכולות תצוגה גבוהות, איכות תמונה מעולה, יעילות אנרגטית ותוחלת חיים ארוכה (צילום: Vatrushka67/Getty Images).

גלו את פריצת הדרך בתאורת LED.

נורות לד הפכו לחלק בלתי נפרד מהחיים המודרניים, החל ממסכי טלוויזיה ענקיים ועד נורות ביתיות.

עם זאת, לא לכל חומרי ה-LED יש את אותו המבנה והתכונות. מלבד סוגים נפוצים כמו OLED או QLED, ישנם חומרי LED מורכבים יותר, שחלקם אף אינם מוליכים. קבוצת חומרים זו היא שמשכה תשומת לב מיוחדת מצד הקהילה המדעית בשנים האחרונות.

לאחרונה, צוות מחקר ממעבדת קוונדיש באוניברסיטת קיימברידג' פרסם תגלית פורצת דרך שמבטיחה לשנות לחלוטין את האופן שבו אנו תופסים את טכנולוגיית ה-LED.

על פי מחקר שפורסם בכתב העת Nature, מדענים הצליחו להוליך חשמל דרך חלקיקים מבודדים זעירים שבדרך כלל אינם מסוגלים להוליך חשמל. חלקיקים אלה מורכבים מיסודות שונים, כולל מספר יסודות אדמה נדירים כמו ניאודימיום ואיטרביום.

תגלית זו צפויה לפתוח אפיקים חדשים לטכנולוגיית LED באופן כללי.

חוקרים אומרים שחלקיקים אלה, המכונים ננו-חלקיקי לנתניד מבודדים (LnNPs), זוהרים בבהירות כאשר הם מוארים. עם זאת, הפיכתם למוליכים חשמליים תמיד הייתה אתגר גדול. מאמצים קודמים הראו כי מטען חשמלי לא יכול להיות מועבר בדרך כלל ליוני הלנתניד שבפנים ללא טמפרטורות או מתחים גבוהים במיוחד.

כדי לטפל בבעיה זו, צוות המחקר ביקש להכליא את החלקיקים. הם השתמשו במולקולות צבע אורגניות 9-ACA בשילוב עם ננו-חלקיקי LnNPs, מה שאפשר להחליף את המבודדים על פני השטח של החלקיקים. זה מאפשר לטעון אותם באמצעות טכניקות העברת אנרגיה משולשת.

מנגנון הפעלה

על פי המחקר, המכשול הגדול ביותר המונע את העירור החשמלי של ננו-חלקיקי LnNP הוא פער האנרגיה שלהם. בעבר, פער זה הגביל את השימוש בחלקיקים אלה רק להדמיית רקמות עמוקה שאינה מסתמכת על אנרגיה חשמלית.

עם זאת, על ידי החלפת מבודדי פני השטח, החוקרים התגברו על בעיה מרכזית זו, ובכך פתחו את האפשרות להשתמש בחלקיקים אלה במגוון רחב יותר של יישומי LED.

לאחר ביצוע השינויים, המדענים הצליחו להזרים אלקטרונים לשכבה האורגנית, וליצור את מה שהם מכנים "אקסיטון". משם, אנרגיה מועברת ליוני הלנתניד, מה שמאפשר להם לפלוט אור אינפרא אדום קרוב (NIR) כמעט טהור.

הביצועים והצרות של אור זה אף עולים על רוב נורות ה-NIR האורגניות האחרות.

חוקרים מאמינים כי נורות ה-LED החדשות הללו פותחות אפשרויות רבות לאופטואלקטרוניקה היברידית בכלים ביו-רפואיים, במיוחד ביישומי הדמיה עומק עם פוטנציאל לדהיית צבע פחותה.

בעוד שנותר לראות האם לפריצת דרך זו תהיה אותה השפעה כמו למחקרים קודמים שמטרתם להפוך את קרני הרנטגן לבטוחות יותר, היא בהחלט פותחת אפשרויות חדשות רבות. חוקרים אומרים שהם עדיין רוצים לשפר את הבהירות שמציעות נורות ה-LED ההיברידיות החדשות הללו.

עם זאת, ניתן להרחיב בקלות את השיטה הנוכחית למבודדים אחרים, מה שיאפשר בדיקות נוספות.

מקור: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/buoc-dot-pha-trong-cong-nghe-led-co-the-thay-doi-moi-thu-20260106004919045.htm