Velordnede nanorods kunne forbedre LED-skærme

Forskere har udnyttet billeddannelsesmulighederne i Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) til at hjælpe med at udvikle forbedrede lysdiodeskærme ved hjælp af bottom-up-tekniske metoder.

Samarbejde mellem forskere fra University of Florida og CHESS har resulteret i en ny måde at fremstille kolloide "superpartikler" fra orienterede nanorods af halvledende materialer. Værket blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , 19. okt.

Holdet syntetiserede nanorods med en cadmiumselenid- og cadmiumsulfidskal. Ved at drage fordel af forbindelsernes gittermismatch-grænseflader, de samlede disse stænger til større periodiske kolloide strukturer, kaldet superpartikler.

Superpartiklerne udviser forbedret lysemission og polarisering, funktioner, der er vigtige for fremstilling af LED-fjernsyn og computerskærme. De nukleerede superpartikler kan yderligere støbes til makroskopiske polariserede film. Filmene kunne øge effektiviteten i polariseret LED-tv og computerskærm med så meget som 50 procent, siger forskerne.

Holdet, som omfattede CHESS-forskeren Zhongwu Wang, gjort brug af CHESS-faciliteten til at indsamle små vinkel røntgenspredningsdata fra prøver inde i bittesmå diamant-amboltceller. De brugte denne teknik, i kombination med højopløselig transmissionselektronmikroskopi, at analysere, hvordan nanorods med vedhæftede organiske komponenter kunne formes til velordnede strukturer.

Nanoroderne justeres først inden for et lag som sekskantet ordnede arrays. Så opfører de højt ordnede nanorod-arrays sig som en række lagdelte enheder, selvsamlende til strukturer, der udviser lang rækkefølge, når de vokser til store superpartikler. De aflange superpartikler kan opstilles i en polymermatrix til makroskopiske film.

Projektet demonstrerer, hvordan forskere lærer at genkende og udnytte anisotrope interaktioner mellem nanorods, som kan justeres under synteseprocessen, at oprette et enkelt domæne, nålelignende partikler. Forfatterne håber, at deres arbejde kan føre til nye processer til selvsamling for at skabe nanoobjekter med andre anisotrope former, måske endda at forbinde to eller flere typer objekter til at danne veldefinerede mesoskopiske og makroskopiske arkitekturer med større og større kompleksitet.