Створено найменший у світі світлодіод, що має товщину всього в три атома
Практично в будь-якій сучасній електроніці, починаючи від телевізорів, планшетних комп'ютерів, смартфонів і закінчуючи такими крихітними електронними пристроями, використовуються світлодіодні джерела світла, світлодіоди (Light-Emitting Diode, LED). Світлодіод є напівпровідниковим пристроєм, що випромінює світло певної довжини хвилі під впливом протікає через нього електричного струму. Оскільки останнім часом все більш явно простежується тенденція до подальшої мініатюризації електроніки, з'являється більший попит на напівпровідникові прилади меншого розміру, які споживають менше енергії, але володіють характеристиками, порівнянними з характеристиками "повнорозмірних" приладів. Рухаючись у цьому напрямку, учені з Вашингтонського університету розробили зверхмініатюрний світлодіод, який є самим маленьким джерелом світла на сьогоднішній день і товщина якого складає всього три атома.
"Нам вдалося створити найменший світлодіод, товщина якого складає всього три атома. Структура цього світлодіода володіє гнучкістю, зберігаючи при цьому високу механічну міцність. Ми вважаємо, що нам вдалося досягти мінімальних розмірів, які можливо отримати з урахуванням існуючого рівня розвитку технологій. Такі тонкі, гнучкі і мініатюрні світлодіоди призначені для використання в гнучких комп'ютерах і інших електронних пристроях майбутнього" - розповідає Ксиэодонг Ксу (Xiaodong Xu), професор матеріалознавства та фізики з Вашингтонського університету.
Слід зауважити, що самі мініатюрні світлодіоди, які використовуються в сучасній електроніці, мають товщину в 10-20 разів перевершує товщину світлодіодів, розроблених вашингтонськими вченими. "Наші світлодіоди в 10 тисяч разів тонше за людський волос, але випромінюваний ними світло, хоч і не видно оком, але може бути зареєстрований за допомогою досить звичайних світлочутливих датчиків. Це величезний стрибок вперед в напрямку мініатюризації сучасної електроніки, адже за допомогою мініатюрного світлодіода можна зробити все те, що дозволяють зробити сучасні кремнієві "тривимірні" світлодіоди".
Мініатюрний світлодіод виготовлений з плівок "двовимірного" матеріалу, диселинида вольфраму, який відноситься до групи двомірних напівпровідникових матеріалів. Плівки диселинида вольфраму були виготовлені вченими за допомогою звичайної ізоляційної стрічки і методу, за який Андрію Гейму і Костянтину Новосьолову була присуджена Нобелівська премія з фізики 2010 року.
Основною областю застосування мініатюрних світлодіодів дослідники вважають реалізацію технології оптичних комунікацій в межах одного чіпа, яка повинна замінити традиційну передачу сигналів у вигляді електричного струму, що поширюється по металевих провідниках. "Крихітний світлодіодний джерело світла є ідеальним кандидатом на заміну електричного з'єднання оптичним каналом. Такі оптичні канали будуть мати велику пропускну спроможність, але витрачати при цьому набагато менше енергії".
В даний час група вчених працює в напрямку підвищення ефективності мініатюрних світлодіодів, пробуючи різні комбінації двомірних напівпровідникових матеріалів. Крім цього паралельно ведеться розробка технології, за допомогою якої можна буде виготовляти мініатюрні світлодіоди прямо на кристалах напівпровідникових чіпів або наносити їх матриці на тонкоплівкові підстави.