ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยี LED อาจเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งทุกอย่าง

(หนังสือพิมพ์แดนตรี) - วัสดุที่ใช้ทำ LED บางชนิดมีความพิเศษตรงที่ไม่นำไฟฟ้า และนั่นคือเหตุผลที่ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญ

จอ LED ใช้ไดโอดเปล่งแสงในการสร้างภาพ จอประเภทนี้มีข้อดีที่โดดเด่นมากมาย ทั้งความสว่างและประสิทธิภาพการแสดงผลสูง ให้คุณภาพของภาพที่เหนือกว่า ประหยัดพลังงาน และมีอายุการใช้งานยาวนาน (ภาพ: Vatrushka67/Getty Images)

ค้นพบ ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในวงการไฟ LED

หลอด LED ได้กลายเป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้ในชีวิตยุคใหม่ ตั้งแต่จอโทรทัศน์ขนาดใหญ่ไปจนถึงหลอดไฟในบ้านเรือน

อย่างไรก็ตาม วัสดุ LED ไม่ได้มีโครงสร้างและคุณสมบัติเหมือนกันทั้งหมด นอกจากประเภททั่วไปอย่าง OLED หรือ QLED แล้ว ยังมีวัสดุ LED ที่ซับซ้อนกว่านั้นอีก ซึ่งบางชนิดก็ไม่นำไฟฟ้าด้วยซ้ำ วัสดุกลุ่มนี้เองที่ได้รับความสนใจเป็นพิเศษจากวงการ วิทยาศาสตร์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

เมื่อไม่นานมานี้ ทีมวิจัยจากห้องปฏิบัติการคาเวนดิช มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้เผยแพร่การค้นพบครั้งสำคัญที่คาดว่าจะเปลี่ยนแปลงมุมมองของเราต่อเทคโนโลยี LED อย่างสิ้นเชิง

จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการนำไฟฟ้าผ่านอนุภาคฉนวนขนาดเล็กที่ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ตามปกติ อนุภาคเหล่านี้ประกอบด้วยธาตุต่างๆ รวมถึงธาตุหายากหลายชนิด เช่น นีโอไดเมียมและอิตเตอร์เบียม

คาดว่าการค้นพบนี้จะเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับเทคโนโลยี LED โดยทั่วไป

นักวิจัยกล่าวว่าอนุภาคเหล่านี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่ออนุภาคนาโนแลนทานัมที่เป็นฉนวน (LnNPs) จะเรืองแสงสว่างเมื่อได้รับแสง อย่างไรก็ตาม การทำให้พวกมันนำไฟฟ้าได้นั้นเป็นความท้าทายอย่างยิ่งมาโดยตลอด ความพยายามก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าโดยทั่วไปแล้วไม่สามารถถ่ายโอนประจุไฟฟ้าไปยังไอออนแลนทานัมภายในได้หากปราศจากอุณหภูมิหรือแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมวิจัยจึงพยายามผสมอนุภาคเข้าด้วยกัน พวกเขาใช้โมเลกุลสีย้อมอินทรีย์ 9-ACA ผสมกับอนุภาคนาโน LnNPs ทำให้สามารถแทนที่ฉนวนบนพื้นผิวของอนุภาคได้ ซึ่งช่วยให้สามารถรับประจุได้โดยใช้เทคนิคการถ่ายโอนพลังงานแบบสามเท่า

กลไกการทำงาน

จากการวิจัยพบว่า อุปสรรคสำคัญที่สุดที่ขัดขวางการกระตุ้นทางไฟฟ้าของอนุภาคนาโน LnNP คือช่องว่างพลังงานของพวกมัน ก่อนหน้านี้ ข้อจำกัดนี้ทำให้การใช้งานอนุภาคเหล่านี้จำกัดอยู่เฉพาะการถ่ายภาพเนื้อเยื่อส่วนลึกที่ไม่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้าเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ด้วยการแทนที่ฉนวนบนพื้นผิว นักวิจัยได้เอาชนะปัญหาหลักนี้ได้แล้ว ซึ่งเปิดโอกาสให้สามารถนำอนุภาคเหล่านี้ไปใช้ในงาน LED ที่หลากหลายยิ่งขึ้น

หลังจากทำการปรับเปลี่ยนแล้ว นักวิทยาศาสตร์สามารถปั๊มอิเล็กตรอนเข้าไปในชั้นอินทรีย์ ทำให้เกิดสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า "เอ็กซิตอน" จากนั้นพลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังไอออนแลนทานอยด์ ทำให้พวกมันปล่อยแสงอินฟราเรดใกล้ (NIR) ที่เกือบจะบริสุทธิ์ออกมาได้

ประสิทธิภาพและขอบเขตการกระจายแสงของแสงนี้เหนือกว่า LED อินฟราเรดแบบอินทรีย์อื่นๆ ส่วนใหญ่เสียอีก

นักวิจัยเชื่อว่า LED ชนิด Ln ใหม่เหล่านี้เปิดโอกาสมากมายสำหรับอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติกแบบไฮบริดในเครื่องมือทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานด้านการถ่ายภาพเชิงลึก ซึ่งมีศักยภาพในการลดการซีดจางของสี

แม้ว่าจะยังต้องรอดูกันต่อไปว่าความก้าวหน้านี้จะมีผลกระทบมากเท่ากับการวิจัยก่อนหน้านี้ที่มุ่งทำให้รังสีเอ็กซ์ปลอดภัยยิ่งขึ้นหรือไม่ แต่ก็เปิดโอกาสใหม่ๆ มากมายอย่างแน่นอน นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขายังคงต้องการปรับปรุงความสว่างของ LED ไฮบริดรุ่นใหม่เหล่านี้ต่อไป

อย่างไรก็ตาม วิธีการปัจจุบันสามารถขยายไปใช้กับฉนวนชนิดอื่นได้อย่างง่ายดาย ซึ่งจะช่วยให้สามารถทดสอบเพิ่มเติมได้

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