LED技術不可能改變螢幕、照明和電子產品
劍橋大學的研究人員展示了一種新型的 LED不可能一種能夠使絕緣奈米粒子在通電後發光的裝置。這項突破性成果發表在期刊上。 性質 並透過大學傳播 科學日報這項技術目前仍處於實驗室階段，但它有望為更精準的螢幕、光學感測器、光通訊以及能夠更深入地觀察生物組織的醫療設備鋪平道路。了解更多：
圖片來源：於中正
閱讀： 理解 什麼是微型LED？, 認識一下 用於螢幕的微型RGB技術 並看到 Odyssey OLED G5 顯示器在巴西發布.
為什麼稱之為「不可能」？
這個名稱來自科學家克服的主要障礙：實驗中使用的奈米粒子是 電絕緣體簡單來說，這意味著它們不易導電。而如果一種材料不導電，通常就不適合作為LED的基材，因為傳統的LED是依賴注入電荷來發光的。
這些粒子被稱為 稀土摻雜奈米粒子低濃度磁性粒子（LnNPs），簡稱LnNPs，因其能發射光譜極窄且極其穩定的光，並且不會出現閃爍或快速衰減等不良現象而為人所知。問題在於，迄今為止，這些特性難以應用於直接由低電壓供電的電子設備。
新型LED的工作原理
劍橋大學卡文迪許實驗室的研究團隊找到的解決方案是利用有機分子作為能量橋樑。研究人員將一種名為[分子名稱缺失]的分子連接到奈米顆粒的表面。 9-蒽甲酸或 9-ACA，該研究將其描述為“分子天線”。
該裝置並非試圖強行將電流通過絕緣奈米顆粒，而是將電荷注入有機分子。這些分子捕獲電能並進入一種稱為…的激發態。 三聯體 並將這種能量傳遞給奈米顆粒內部的鑭系離子。然後，這種材料會發光。
根據發表在…的文章 性質這種方法可以製造出驅動電壓約為…的基於LnNP的LED。 5伏在電磁波譜範圍內具有非常窄的發射光譜和優異的外量子效率 在近紅外線（NIR-II）窗口。劍橋大學的出版品也強調，三重態能量向奈米粒子的轉移可以從 效率。
什麼是近紅外光（NIR-II）？
近紅外線二區（NIR-II）是一個波段 近紅外線 這種光肉眼不可見，但在科學和醫學應用中卻非常有用。原因之一是，這種光穿透生物組織的散射比可見光波長更小，從而可以改善成像和感測技術。
實際上，這種波段內具有非常純淨且可控發射的LED可用於需要高精度照明或偵測光訊號的設備。這些設備包括生物醫學影像設備、感測器、光通訊系統以及先進電子設備的組件。
為什麼這會影響螢幕和電子產品？
最直接的影響並非明天就能更換手機螢幕。這項研究仍處於概念驗證階段。即便如此，這項發現仍然意義重大，因為它展示了一種將以往難以用電力驅動的材料轉化為可控發光體的新方法。
- 螢幕和顯示器： 極窄的發射光譜在需要非常精確的顏色或波長的技術中可能很有用，儘管這種方法仍需要進行調整才能用於商業用途。
- 專業照明： 能夠發出特定波長範圍內光線的LED在科學、工業、感測器和光學設備等領域具有應用價值。
- 醫學與影像： 近紅外線二區光可能對需要觀察組織表面以下結構的設備有益。
- 光通信： 波長定義明確對於減少雜訊地傳輸和讀取訊號至關重要。
- 混合電子技術： 該方法結合了有機材料和無機材料，這可能會啟發光電裝置的新結構。
另一點值得注意的是，可以透過改變奈米顆粒中鑭系元素的種類和濃度來調節其發光特性。這意味著該技術可以針對不同的應用進行調整，而不僅限於單一的顏色或發射範圍。
這項技術目前還不具備面向消費者的成熟度。
儘管它有個朗朗上口的綽號——“不可能的LED”，但這並不意味著它是一種可以取代OLED、Mini LED或Micro LED的革命性螢幕。這項研究展示了一種物理機制和一個功能齊全的實驗室裝置，但在商業應用之前，仍有許多挑戰：耐久性、生產規模、成本、與現有電路的整合以及在實際產品中的最終效率。
即便如此，這項發現意義重大，因為它克服了一個被認為是根本性的障礙：如何利用電能啟動具有優異光學性能的絕緣材料。如果這項技術日益成熟，它有望成為設計專用LED、醫療感測器、小型光源以及未來電子產品組件的新工具。
摘要：有哪些變化
- 研究人員利用摻雜了鑭系元素的絕緣奈米粒子製造出了發光二極體（LED）。
- 有機分子就像“天線”一樣，可以捕獲電荷並將能量傳遞給奈米粒子。
- 該設備在近紅外線（NIR-II）範圍內發射非常純淨的光。
- 科技可以造福醫學影像、感測器、光通訊、專用顯示器和混合電子產品。
- 這仍處於實驗室研究階段，目前還沒有商業產品的上市時間表。
