Onderzoekers hebben een nieuw type nanokristal gecreëerd dat zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van goedkopere lasers en efficiëntere verlichting. De nanokristallen zijn gemaakt van een halfgeleidermateriaal genaamd galliumnitride (GaN), dat al wordt gebruikt in sommige lichtemitterende diodes (LED's) en lasers. De nieuwe nanokristallen hebben echter een unieke structuur waardoor ze efficiënter licht kunnen uitstralen dan traditionele GaN-materialen.

Het onderzoeksteam, onder leiding van professor Peidong Yang aan de Universiteit van Californië, Berkeley, publiceerde hun bevindingen in het tijdschrift Nature Nanotechnology. Ze beschrijven hoe ze een chemisch dampafzettingsproces gebruikten om GaN-nanokristallen op een siliciumsubstraat te laten groeien. De nanokristallen werden vervolgens bedekt met een laag aluminiumnitride (AlN), wat hielp hun lichtuitstralende eigenschappen te verbeteren.

De onderzoekers ontdekten dat de GaN/AlN-nanokristallen licht uitzonden met een golflengte van ongeveer 450 nanometer, wat zich in het blauwe gebied van het zichtbare spectrum bevindt. Dit maakt ze veelbelovende kandidaten voor gebruik in blauwe LED's en lasers. De nanokristallen hebben bovendien een hoge kwantumefficiëntie, wat betekent dat ze een groot deel van de elektrische energie die ze ontvangen, omzetten in lichtenergie.

De onderzoekers zijn van mening dat hun nieuwe nanokristallen kunnen leiden tot de ontwikkeling van efficiëntere en goedkopere verlichtings- en lasertechnologieën. Ze zijn van plan hun onderzoek op dit gebied voort te zetten, met als doel uiteindelijk hun technologie te commercialiseren.

GaN-nanokristallen hebben verschillende potentiële voordelen ten opzichte van traditionele GaN-materialen voor gebruik in lasers en verlichting. Ten eerste zijn ze efficiënter in het omzetten van elektrische energie in lichtenergie. Dit betekent dat ze meer licht kunnen produceren voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit, wat tot energiebesparing kan leiden. Ten tweede kunnen GaN-nanokristallen op verschillende substraten worden gekweekt, waaronder silicium. Dit maakt ze veelzijdiger en gemakkelijker te integreren in bestaande productieprocessen. Ten derde zijn GaN-nanokristallen relatief goedkoop te produceren, waardoor ze een kosteneffectieve optie kunnen worden voor gebruik in een breed scala aan toepassingen.

De ontwikkeling van GaN-nanokristallen is een veelbelovende stap voorwaarts in de ontwikkeling van efficiëntere en betaalbare verlichtings- en lasertechnologieën. Deze nanokristallen hebben het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we licht in ons dagelijks leven gebruiken.