(Phys.org)—I nanocristalli di silicio hanno una dimensione di pochi nanometri e possiedono un alto potenziale luminoso. Gli scienziati del KIT e dell'Università di Toronto/Canada sono ora riusciti a produrre diodi a emissione di luce (SiLED) a base di silicio. Sono privi di metalli pesanti e possono emettere luce di vari colori. Il team di chimici, ricercatori sui materiali, nanoscienziati, ed esperti di optoelettronica presenta il suo sviluppo nel Nano lettere rivista.

Il silicio domina nell'industria della microelettronica e del fotovoltaico, ma è stato considerato per lungo tempo inadatto ai diodi emettitori di luce. Però, questo non è vero per le dimensioni nanoscopiche:i minuscoli nanocristalli di silicio possono produrre luce. Questi nanocristalli sono costituiti da poche centinaia a migliaia di atomi e hanno un notevole potenziale come emettitori di luce altamente efficienti, come è stato dimostrato dal team del Professor Uli Lemmer e della Professoressa Annie K. Powell del KIT e dal Professor Geoffrey A. Ozin dell'Università di Toronto. In un progetto comune, gli scienziati sono ora riusciti a produrre diodi emettitori di luce altamente efficienti dai nanocristalli di silicio.

Finora, la produzione di diodi emettitori di luce al silicio è stata limitata alla gamma spettrale del visibile rosso e al vicino infrarosso. Per quanto riguarda l'efficienza dei diodi al silicio che emettono luce rossa, i ricercatori di Karlsruhe sono già i migliori al mondo. "Fabbricazione controllata di diodi che emettono luce multicolore, però, è una novità assoluta, " spiega Florian Maier-Flaig, scienziato del Light Technology Institute (LTI) di KIT e dottorando della Karlsruhe School of Optics and Photonics (KSOP). Gli scienziati del KIT regolano in modo specifico il colore della luce emessa dai diodi separando le nanoparticelle a seconda delle loro dimensioni. "Inoltre, i nostri diodi emettitori di luce hanno una stabilità a lungo termine sorprendente che non è stata raggiunta prima, " Rapporti Maier-Flaig. L'aumento della durata dei componenti in funzione è dovuto all'uso di nanoparticelle di una sola dimensione. Ciò migliora la stabilità dei componenti sensibili a film sottile. Sono esclusi i cortocircuiti dovuti a particelle sovradimensionate.

Lo sviluppo dei ricercatori di Karlsruhe e Toronto è caratterizzato anche da un'impressionante omogeneità delle aree luminose. I ricercatori del KIT sono tra i pochi team al mondo che sanno come fabbricare tali dispositivi. "Con i LED al silicio lavorati a liquido che possono essere potenzialmente prodotti su grandi aree e a costi contenuti, la comunità delle nanoparticelle entra in un nuovo territorio, i cui potenziali associati sono difficilmente stimabili oggi. Ma presumibilmente, i libri di testo sui componenti a semiconduttore devono essere riscritti, " dice Geoffrey A. Ozin, che attualmente lavora come illustre ricercatore del KIT presso il Centro per le Nanostrutture Funzionali (CFN) di KIT.

I SiLED hanno anche il vantaggio di non contenere metalli pesanti. A differenza del seleniuro di cadmio, solfuro di cadmio o solfuro di piombo utilizzato da altri gruppi di ricercatori, il silicio utilizzato da questo gruppo per le nanoparticelle che emettono luce non è tossico. Inoltre, è disponibile a basso costo e molto abbondante sulla terra. Grazie ai loro numerosi vantaggi, i SiLED saranno ulteriormente sviluppati in collaborazione con altri partner.