(PhysOrg.com) -- Een multinationaal team van wetenschappers heeft een proces ontwikkeld voor het maken van op glas gebaseerde, anorganische light-emitting diodes (LED's) die licht in het ultraviolette bereik produceren. Het werk, deze week gemeld in de online Natuurcommunicatie , is een stap in de richting van biomedische apparaten met actieve componenten gemaakt van nanogestructureerde systemen.

LED's op basis van in oplossing verwerkte anorganische nanokristallen zijn veelbelovend voor gebruik in milieu- en biomedische diagnostiek, omdat ze goedkoop te produceren zijn, robuust, en chemisch stabiel. Maar de ontwikkeling is belemmerd door de moeilijkheid om ultraviolette emissie te bereiken. In hun krant Sergio Brovelli van Los Alamos National Laboratory in samenwerking met het onderzoeksteam onder leiding van Alberto Paleari van de Universiteit van Milano-Bicocca in Italië beschrijft een fabricageproces dat dit probleem oplost en de weg vrijmaakt voor integratie in een verscheidenheid aan toepassingen.

De wereld heeft lichtgevende apparaten nodig die kunnen worden toegepast in biomedische diagnostiek en geneeskunde, Brovelli zei, hetzij als actieve lab-on-chip diagnostische platforms of als lichtbronnen die in het lichaam kunnen worden geïmplanteerd om enkele fotochemische reacties te veroorzaken. Dergelijke apparaten kunnen, bijvoorbeeld, selectief lichtgevoelige medicijnen activeren voor een betere medische behandeling of sonde voor de aanwezigheid van fluorescerende markers in medische diagnostiek. Deze materialen zouden goedkoop moeten worden vervaardigd, op grote schaal, en geïntegreerd in bestaande technologie.

Het artikel beschrijft een nieuw materiaal op glasbasis, in staat om licht uit te stralen in het ultraviolette spectrum, en worden geïntegreerd in siliciumchips die de belangrijkste componenten zijn van de huidige elektronische technologieën.

De nieuwe apparaten zijn anorganisch en combineren de chemische inertie en mechanische stabiliteit van glas met de eigenschap van elektrische geleidbaarheid en elektroluminescentie (d.w.z. het vermogen van een materiaal om licht uit te zenden als reactie op het passeren van een elektrische stroom).

Als resultaat, ze kunnen worden gebruikt in ruwe omgevingen, zoals voor onderdompeling in fysiologische oplossingen, of door implantatie rechtstreeks in het lichaam. Dit werd mogelijk gemaakt door het ontwerpen van een nieuwe synthesestrategie die de fabricage van alle anorganische LED's mogelijk maakt via een natchemische benadering, d.w.z. een reeks eenvoudige chemische reacties in een beker. belangrijk, deze aanpak is schaalbaar tot industriële hoeveelheden met zeer lage opstartkosten. Eindelijk, ze zenden uit in het ultraviolette gebied dankzij het zorgvuldige ontwerp van de nanokristallen die in het glas zijn ingebed.

In traditionele light-emitting diodes, lichtemissie vindt plaats op het scherpe grensvlak tussen twee halfgeleiders. Het hier gebruikte oxide-in-oxide-ontwerp is anders, omdat het de productie mogelijk maakt van een materiaal dat zich gedraagt ​​als een geheel van halfgeleiderovergangen die in het glas zijn verdeeld.

Dit nieuwe concept is gebaseerd op een verzameling van de meest geavanceerde strategieën in de nanokristalwetenschap, het combineren van de voordelen van nanometrische materialen die uit meer dan één component bestaan. In dit geval bestaat het actieve deel van het apparaat uit tindioxide nanokristallen bedekt met een schil van tinmonoxide ingebed in standaard glas:door de schildikte af te stemmen is het mogelijk om de elektrische respons van het hele materiaal te regelen.