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北京時間03月13日消息，雙模異質(zhì)的光響應LED具有超過80,000cd/m2的亮度級，并可同時作為光發(fā)射器與光探測器，實現(xiàn)新型態(tài)的互動顯示器...

由美國和韓國研究人員組成的國際研究團隊發(fā)表一種新型的nanoLED，具有前所未有的亮度級(超過80,000cd/m2)，可同時用于作為光發(fā)射器與光探測器。

這項研究成果發(fā)表于《科學》(Science)期刊中，研究人員在「雙異質(zhì)接面奈米棒光響應LED實現(xiàn)顯示器應用」(Double-heterojunction nanorod light-responsive LEDs for display applications)一文中預期，雙模LED能夠?qū)崿F(xiàn)新型的互動顯示器。這種經(jīng)全溶液處理的雙異質(zhì)接面奈米棒(DHNR)光響應LED包括量子點直接在奈米棒中接觸兩種不同的半導體材料。在此配置下，量子點根據(jù)電壓偏置，可增強輻射復合(有利于LED)或?qū)е鹿馍d子的有效分離。

在這些非等向奈米棒中的分層結(jié)構(gòu)可以分別單獨調(diào)整，以便在單一組件中微調(diào)重組與電荷分離，從而使單個奈米棒夠電致發(fā)光，并產(chǎn)生光電流。一旦在兩電極之間適當?shù)囟褩＿@種奈米棒，可經(jīng)由簡單地改變電壓偏置(正向或反向)，將奈米棒配置成為在發(fā)光模式與光偵測模式之間切換的畫素。

該組件據(jù)稱擁有低導通電壓(約1.7V)，以及超過80,000cd/m 2的最大亮度，并可在顯示器相關(guān)亮度方面表現(xiàn)出低偏壓和高效率。研究人員還發(fā)布該組件在2.5V偏壓下，能以1000 cd/m2的亮度支持8.0%的外部量子效率。

但在另一項實驗中，研究人員操作10×10畫素的DHNR-LED數(shù)組，作為現(xiàn)場光偵測器(在反向壓下)，并結(jié)合一個可提供正向偏置至任何畫素偵測入射光的電路板。

DHNR-LED的能帶圖以及光發(fā)射(橘色箭號)和偵測(藍色箭號)的電荷流動方向，以及DHNR示意圖

藉由以次毫秒級的時間交替正向和反向偏壓，它們能夠在照明數(shù)組時，連續(xù)「讀取」光偵測畫素。

該實驗讓研究人員認為，透過整合簡單的控制電路將任何偵測到的訊號轉(zhuǎn)換為亮度調(diào)整，即可輕易地實現(xiàn)幾項新的顯示特性。

例如，可以因應外部光強度的變化而自動調(diào)整亮度。但是，由于光偵測可在畫素級執(zhí)行，補償屏幕上的陰影，或偵測到手指接近并被解讀為新的免觸控指令。

研究人員想象這種DHNR-LED的單個畫素感測能力，還可以支持屏幕的直接成像或掃描。DHNR-LED雙發(fā)光和光檢測操作模式的另一種可能應用是將緊密耦合的LED顯示器(實際上是大型nanoLED數(shù)組)，轉(zhuǎn)換成大規(guī)模的平行數(shù)據(jù)通訊和處理組件，執(zhí)行顯示器-顯示器的直接數(shù)據(jù)通訊。

此外，DHNR光響應LED中的光偵測類似于光電(PV)效應，顯示器可從環(huán)境光源采集或清除能量，而不需要整合分離的太陽能電池，而使顯示器更高效。研究論中的最后一種使用案例也在實驗中證明可將LED耦合至超級電容器。

主導這項研究的美國伊利諾伊大學教授Moonsub Shim表示，「我們已經(jīng)與Dow Chemical合作，共同為這項技術(shù)申請專利了，因此，未來將會帶來一定的商業(yè)利益。」