أضاء السيليكون

مصدر ضوء ثنائي اللون كأساس لأجهزة استشعار جديدة

قراءة بصوت عال

يعتبر السيليكون أهم مصدر للرقائق والمعالجات منخفضة التكلفة. ومع ذلك ، فإنه لديه عيب كبير واحد: لا يكاد يضيء باسم أشباه الموصلات غير المباشرة. لأول مرة نجح الباحثون في ترك ضوء السيليكون الأزرق والأحمر. يبلغون هنا في مجلة "رسائل الفيزياء التطبيقية". يمكن لمصدر الضوء ثنائي اللون أن يمكّن من تطوير مستشعرات حيوية مدمجة وغير مكلفة.

{} 1L

إن إضاءة السيليكون ، ما يطلق عليه "اللمعان الكهربائي" ، ليست مهمة سهلة. لأن نصف المعادن لا تطلق سوى عدد قليل من كوانتا الضوء في شكله الطبيعي. ومع ذلك ، يمكن للفيزيائيين في Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) الآن تغيير لون الضوء المنبعث بشكل انتقائي من عينة السيليكون بين لونين - الأزرق والأحمر. ينتقلون بين الأزرق والأحمر حسب مستوى التيار المطبق على عينة السيليكون. يعد التكامل الجيد بين بواعث الإضاءة هذه مع تقنية السيليكون الثابتة أمرًا في غاية الأهمية ، لأن مفتاح التبديل النانوي بلونين يمكن أن يكون رخيصًا وسهل التثبيت في رقائق السليكون التقليدية.

طبقة عازل من ثاني أكسيد السيليكون

لإنتاج عناصر الاختبار ، تطبق المجموعة حول Wolfgang Skorupa على سطح السيليكون طبقة عازلة من ثاني أكسيد السيليكون مائة نانومتر فقط (نانومتر واحد يساوي المليون من المليمتر). يتم تسجيلها بمساعدة ذرات مشحونة بسرعة ، شعاع أيوني ، العنصر الكيميائي يوروبيوم ، الذي ينتمي إلى مجموعة من "الأتربة النادرة".

خصوصية اليوروبيوم هو أن نوعين مختلفين من الشوائب يمكن أن يتشكلا في الأكسيد بسبب اختلاف التكافؤ الكيميائي لليوروبيوم. هذه هي أيضا سبب التلألؤ في نطاق اللون الأزرق والأحمر. اعتمادًا على قوة التيار المطبق ، يكون أحد العيوب الأخرى متحمسًا للتوهج. عرض

للتطبيق ، يمكن أن يحدث التبديل الملون في مجال أجهزة الاستشعار. وبالتالي ، فإن مصدر ضوء السيليكون الجديد يمكن أن يساعد في فحص العينات البيئية في الموقع بطبيعتها بطريقة غير مكلفة وآمنة وسريعة لمختلف الشوائب.

(idw - Forschungszentrum Dresden-Rossendorf، 23.05.2007 - AHE)