Jobb képet ad a kétszínű LED

A fénykibocsátó diódák, LED-ek általában egy bizonyos színű fényt sugároznak ki, azonban egy ritka földfém alkalmazásával két különböző szín között váltogatva kisebb képpontokhoz, ezáltal az eddigieknél is nagyobb felbontású képernyőkhöz juthatunk.

A drezdai Rossendorf Kutató Intézet által elkészített új, szilícium LED egy félvezető szilícium rétegből és egy szigetelő szilícium-dioxid rétegből tevődik össze, utóbbi egy 100 nanométer vastagságú gátat képez az elektronok áramlása előtt. Ebbe a rétegbe ültetik be a fent említett ritka anyagot, az európiumot. Elektromos feszültséget vezetve a szilícium-dioxid rétegbe megnyílik az út az elektronok előtt, melyek egy kvantummechanikai folyamattal, az úgynevezett alagút-effektussal lépik a gátat. Az elektronok beleütköznek az európium atomokba, magasabb energia állapotot adva nekik, melyek miközben visszatérnek eredeti állapotukba, fényt bocsátanak ki.

Ez a folyamat önmagában még nem biztosít két különböző színt, a kapott fény színe ugyanis általában nem változtatható meg, mivel az a félvezetőhöz rendelt atomok kémiájától függ. Korábban már sikerült bemutatni, hogy egy másik félvezető gerjesztésével lehetséges kétszínű LED előállítása, ehhez azonban szükség volt egy gallium nitrid félvezetőre és két különböző elemre, európiumra és erbiumra. A technika azonban nem bizonyult életképesnek, mivel a gallium nitrid drága, a két különböző atom pedig még bonyolulttá is teszi az eszköz elkészítését.

Az európium viszont képes két különböző kémiai állapotban is képes létezni, más és más reakciókat váltva ki az alagutazó elektronoknál, így nincs szükség újabb elemre és félvezetőre. Az európium állapotától függően a LED most kék vagy vörös fényt bocsát ki, illetve képes mindkét szín egyidejű megjelenítésére is, ekkor lila fényt kapunk.

A csapat az európium mellé mégis szeretne egy újabb elemet beültetni a szilíciumba, a terbiumot, így ugyanis a kék és vörös mellett a LED zölden is ragyoghatna. A három színt elnézve nem nehéz kitalálni a németek végcélját, egy RGB LED-et szeretnének kifejleszteni, ami képes a három fő szín között kapcsolgatni. Egy ilyen LED bevezetése kisebb pixeleket, azaz nagyobb felbontást eredményezne. Emellett a szilícium LED-eket a már meglévő elektronikákkal kombinálva optoelektronikai eszközöket kapnánk, melyek fény és elektromos úton is képesek a jelek fogadására, rendkívüli módon felgyorsítva a számítógépek közötti információ átadást.