NUS-onderzoekers hebben transparante, near-infrared-light-emitting diodes (LED's) die kunnen worden geïntegreerd in de displays van slimme horloges, smartphones en augmented of virtual reality-apparaten.

Nabij-infrarood (NIR) verborgen verlichting wordt steeds belangrijker voor gezichtsherkenning, bewegingsdetectie en dieptewaarnemingsfuncties op mobiele apparaten. Echter, deze NIR-verlichtingsbronnen, die meestal niet-transparante LED-chips zijn, kostbare ruimte in beslag nemen en kunnen leiden tot lelijke zwarte inkepingen op een anders full-area kleurenscherm.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof Tan Zhi Kuang van de afdeling Chemie en het Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS), NUS heeft efficiënte NIR-LED's ontwikkeld die zeer transparant, met een gemiddelde transmissie van meer dan 55% over het zichtbare spectrum. Hun apparaten gebruiken een ultradunne laag van een nieuwe op perovskiet gebaseerde halfgeleider, die in staat is tot intense en efficiënte lichtemissie. Deze perovskiet-halfgeleider profiteert ook van goedkope verwerking en veelzijdige integratie in een verscheidenheid aan apparaatsubstraten. Door de traditionele niet-transparante metalen elektrode verder te vervangen door een nieuwe elektrode bestaande uit lagen van ultradunne metalen en geleidend oxide, het team is in staat om een ​​optimale balans te bereiken van hoge optische transparantie, lage elektrodeweerstand, en efficiënte ladingsinjectie die nodig zijn voor de LED om efficiënt licht te genereren.

Mijnheer Xie Chenchao, een doctoraat student van het onderzoeksteam zei:"We ontdekten dat de implementatie van een dunne aluminium tussenlaag in onze transparante elektrode de plasmaschade aan ons apparaat tijdens het elektrodeafzettingsproces aanzienlijk verminderde, en lieten onze apparaten efficiënt functioneren."

Prof Tan zei, "NIR-technologieën hebben een belangrijke doorbraak gemaakt in draagbare, mobiel, gaming- en augmented reality-gadgets van de afgelopen jaren, en hebben toepassingen gezien variërend van beveiliging tot gezondheidsregistratie en 3D-detectie. Wij zijn van mening dat ons transparante NIR LED-concept een opwindende reeks nieuwe geavanceerde functionaliteiten zou kunnen openen in kleine draagbare apparaten die voorheen onbereikbaar waren met traditionele III-V halfgeleider LED-chips. Bijvoorbeeld, misschien kunnen we deze technologie ooit toepassen in slimme horloges voor gezichtsherkenning, of gebruik dit voor uiterst beveiligde contactloze betalingen."

Als proof-of-concept, het team heeft een transparante LED gedemonstreerd die over een smartwatch-display wordt gelegd om intense NIR-verlichting te bieden.