Ученые из Вашингтонского университета разработали сверхминиатюрный светодиод, который является самым маленьким источником света на сегодняшний день и толщина которого составляет всего три атома.

Практически в любой современной электронике, начиная от телевизоров, планшетных компьютеров, смартфонов и заканчивая крошечными носимыми электронными устройствами, используются светодиодные источники света, светодиоды (Light-Emitting Diode, LED).

Светодиод является полупроводниковым устройством, которые излучает свет определенной длины волны под воздействием протекающего через него электрического тока. Поскольку в последнее время все более явно прослеживается тенденция к дальнейшей миниатюризации электроники, появляется больший спрос на полупроводниковые приборы меньшего размера, потребляющие меньше энергии, но обладающие характеристиками, сопоставимыми с характеристиками «полноразмерных» приборов. Двигаясь в этом направлении, ученые из Вашингтонского университета разработали сверхминиатюрный светодиод, который является самым маленьким источником света на сегодняшний день и толщина которого составляет всего три атома.

"Нам удалось создать самый маленький светодиод, толщина которого составляет всего три атома. Структура этого светодиода обладает гибкостью, сохраняя при этом высокую механическую прочность. Мы считаем, что

нам удалось достигнуть самых минимальных размеров, которые возможно получить с учетом существующего уровня развития технологий.

Такие тонкие, гибкие и миниатюрные светодиоды предназначены для использования в гибких компьютерах и других электронных устройствах будущего" – рассказывает Ксиэодонг Ксу (Xiaodong Xu), профессор материаловедения и физики из Вашингтонского университета.

Следует заметить, что самые миниатюрные светодиоды, уже используемые в современной электронике, имеют толщину в 10–20 раз превосходящую толщину светодиодов, разработанных вашингтонскими учеными.

«Наши светодиоды в 10 тысяч раз тоньше, чем человеческий волос, но излучаемый ими свет, хоть и не виден человеческим глазом, но может быть зарегистрирован при помощи достаточно обычных светочувствительных датчиков. Это огромный скачек вперед в направлении миниатюризации современной электроники, ведь при помощи миниатюрного светодиода можно сделать все то, что позволяют сделать современные кремниевые "трехмерные» светодиоды".

Миниатюрный светодиод изготовлен из пленок «двухмерного» материала, диселинида вольфрама, который относиться к группе двухмерных полупроводниковых материалов. Пленки диселинида вольфрама были изготовлены учеными при помощи обычной изоляционной ленты и метода, за который Андрею Гейму и Константину Новоселову была присуждена Нобелевская премия по физике 2010 года.

Основной областью применения миниатюрных светодиодов исследователи считают реализацию технологии оптических коммуникаций в пределах одного чипа, которая должна заменить традиционную передачу сигналов в виде электрического тока, распространяющегося по металлическим проводникам.

«Крошечный светодиодный источник света является идеальным кандидатом на замену электрического соединения оптическим каналом. Такие оптические каналы будут иметь большую пропускную способность, но расходовать при этом гораздо меньше энергии».

В настоящее время группа ученых работает в направлении повышения эффективности миниатюрных светодиодов, пробуя различные комбинации двухмерных полупроводниковых материалов.

Кроме этого параллельно ведется разработка технологии, при помощи которой можно будет изготавливать миниатюрные светодиоды прямо на кристаллах полупроводниковых чипов или наносить их матрицы на тонкопленочные основания.