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| 加國大學研究用矽來製造雷射及發光二極體 |
| 作者：駐加拿大台北經濟文化代表處科技組 現職：駐加拿大台北經濟文化代表處科技組 |
| 文章來源：University of Waterloo, 2012年7月11日 |
| 發佈時間：2012.08.26 |
| 加拿大滑鐵盧大學 (University of Waterloo) 的研究可能發展出更便宜的消費性雷射和發光二極體 (light emitting diodes, LED) 滑鐵盧大學奈米技術工程領域的博士候選人進行的理論研究顯示，有一天製造商可能用矽來製造雷射及 LED，並且價格明顯降低。 Daryoush Shiri 表示，利用地球上最豐富的礦物質矽來製造雷射及 LED 一直是光電工程界的長期目標。不過雖然矽的成本低，它的固有電子特性的間接能隙 (indirect bandgap) 會阻礙這種材料發光。因此雷射目前是使用其他更昂貴的材料來製造。 Shiri 表示，「涉及量子力學第一原理的廣泛數值計算及其他研究證明，當我們運用機械應變，矽奈米線的發光性能出現戲劇性地變化。」 他的研究成果近期發表於科學報告 (Scientific Reports)，由自然出版集團 (Nature Publishing Group) 出版的期刊。Shiri 的研究顯示，藉由伸展或壓縮矽奈米線，可以誘導其發光性能出現顯著變化。將電流通過拉緊狀態下的裝置，能導致居量反轉 (population inversion)，這代表電子準備好發光。一旦移除了應力，電子以光束的形式來釋放自己的能量，這就是雷射發光的核心原則。Shiri 指出，這種在矽奈米線的雷射發光機制是獨特的，這無法用大塊的矽來實現。發出的光的顏色可以透過應變及使用不同直徑的奈米線來控制。 下一步是與具有製造矽奈米線能力的實驗室合作。Shiri 希望能看到微小如鬍鬚般的奈米結構從傳統的 10 奈米減少到 3 至 5 奈米。透過縮短奈米線的直徑，電子方能有更好的機會以光的形式釋放能量。他預計需要 2 到 5 年的實驗，才能製造出理想大小的奈米線。 消費者到處可以看到雷射產品，從超市的條碼掃描儀、雷射印表機、CD 或 DVD 播放機、到用於汽車大燈的 LED、燈以及其他消費性產品。 Shiri 的研究與他的博士論文指導教授滑鐵盧大學 C.R. Selvakumar，以及現在在美國西雅圖華盛頓大學 (University of Washington) 的前滑鐵盧工程學系教授 Anant Anantram、德州農工大學金斯維爾分校 (Texas A & M University-Kingsville) 教授 Amit Verma 合作。 這篇論文可以從下列連結下載 http://www.nature.com/srep/2012/120615/srep00461/full/srep00461.html http://uwaterloo.ca/news/news/university-waterloo-research-may-lead-less-expensive-consumer-lasers-and-leds |
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