Výzkumníci z Kalifornské univerzity v Berkeley vytvořili nový typ polovodičového zařízení, které svítí podobně jako LED, má přitom obdivuhodné vlastnosti. Pokud je zařízení vypnuto, je zcela průhledné, protože materiál vyzařující světlo sestává pouze z tenké polovodičové vrstvy tloušťky pouhých tří atomů. Informaci zveřejnili na univerzitním webu, studii publikoval vědecký žurnál Nature Communications.
Technologie otevírá dveře pro neviditelné displeje na stěnách a oknech, které při zapnutí jasně svítí a při vypnutí je není vidět, protože zůstanou zcela průhledné.
Pomůže střídavý proud
Nové zařízení lze porovnat se současnými světlo emitujícími diodami (LED). Ty se vyrábějí z polovodičových materiálů. Světlo mohou vyzařovat díky elektroluminiscenci vyvolané střetem kladného a záporného elektrického náboje v materiálu. Pro vytvoření opačných nábojů je třeba připojit polovodič ke dvěma kontaktům. Jeden na anodě a druhý na katodě.
Výroba efektivních kontaktů na polovodiči však patří k dosti složitým procesem. Mimořádně náročné je to hlavně v případě jednovrstvých polovodičů. Je tam totiž málo materiálu, se kterým se dá účinně pracovat.
Výzkumníci navrhli nové řešení jak se dá tento složitý proces zjednodušit. Vytvořili zařízení, pro které postačuje pouze jeden takovýto kontakt. Polovodičovou monovrstvu položili na izolátor. Jednu ze dvou elektrod umístili pod izolant, druhou pak přímo na polovodičovou vrstvu.
Napájení je střídavým proudem. V okamžiku změny polarity se v polovodiči nacházejí pozitivní i negativní náboje. Splynutím opačných nábojů se v materiálu generuje světlo, podobně jako v běžné LED.
Názorné zobrazení principu
Výzkumníci prokázali, že tento mechanismus funguje ve čtyřech různých monovrstvových materiálech, z nichž každý vyzařuje jinou barvu světla.
Nový způsob využití polovodičových monovrstiev na vyzařování světla slouží zatím jako důkaz funkčnosti navržené koncepce. Pro použití v praxi je třeba zlepšit hlavně účinnost zařízení, která je zatím mnohem nižší než u běžných LED.
Neviditelný displej na ruce
„Materiály jsou tak tenké a pružné, že zařízení může být transparentní a dá se přizpůsobit zakřivenému povrchu,“ řekl spoluautor studie Der-Hsien Lien.
Jsme na začátku a zatím je k dispozici jen malý laboratorní prototyp. Ten ale dokázal, že zamýšlený princip funguje.
Tato koncepce může být použita i v jiných zařízeních s dalšími druhy materiálů. Podle vědců by se v budoucnu mohla vyskytnout v zobrazovacích zařízeních, která mají být ve stavu nečinnosti zcela průhledná. Může to být například ultratenký displej na skle, na nábytku, pochopitelně na různé spotřební elektronice a zařízeních běžné potřeby, ale klidně třeba také na lidské pokožce.
