Светоизлучающие устройства атомарной толщины могут лечь в основу «невидимых» экранов

Инженеры из Калифорнийского университета Беркли разработали устройства, излучающие яркий свет и становящиеся прозрачными при выключении. В их основу лег однослойный полупроводник, толщиной 3 атома.

Устройство открывает путь к невидимым дисплеям на стенах и окнах, незаметным в выключенном состоянии. Подойдет оно и для футуристических решений, вроде светящихся татуировок, отмечается в статье sciencedaily.com.

«Материалы настолько тонкие и гибкие, что готовое изделие может быть прозрачным и рассчитано на установку на искривленной поверхности», — объясняет Дер-Сиен Лиен, постдокторант университета и один из первых авторов, вместе с Матином Амани и Суджаем Десаи.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

Устройство было разработано в лаборатории профессора Али Джави. В 2015-м его команда опубликовала исследование, показывающее, что монослойные полупроводники могут излучать яркий свет. Но тогда команде не удалось реализовать это свойство в устройстве. Новое исследование преодолело фундаментальные барьеры перед этой целью, использовав светодиодную технологию. Она позволила получать светоизлучатели размером от долей диаметра человеческого волоса, до нескольких миллиметров. Это значит, что, сохраняя небольшую толщину, ученые могут увеличивать остальные 2 измерения для управления интенсивностью свечения.

Обычный светодиод состоит из полупроводникового материала с положительными и отрицательными зарядами. Свет появляется, когда они встречаются. Обычно используются 2 точки контакта – по одной для частиц с каждым зарядом. Их создание оказалось основной сложностью в работе с монослойными полупроводниками из-за дефицита материала.

Исследователи преодолели эту проблему, создав устройство, требующее только одну точку контакта. Наложив полупроводник на изолятор и поместив на каждый слой электрод, они смогли передать сигнал переменного тока. В момент смены им полярности в полупроводнике одновременно присутствовали положительные и отрицательные частицы, создавая свет. Механизм сработал в 4 монослойных материалах. Каждый раз излучался свет разного цвета.

Проект доказывает работоспособность концепции. Исследователям нужно повысить эффективность системы, составляющую сейчас около 1% (у стандартного светодиода – 25-30%).