東海대학의 和泉富雄 교수 등은 나노실리콘으로 광3원색인 적녹청의 안정된 발광에 성공, 그 발광기구를 최초로 해명했다. 실리콘 기판 위에 스팩터로 실리콘 미립자를 제작하고, 열처리 등으로 그 입경을 제어하여 실현했다. 전자스틴 공명장치(ESR)로 발광기구도 해명했다. 싼값에 환경친화적인 컬러 평면 디스플레이 등으로 이어진다.
이 성과는 電氣通信大學의 森崎弘 교수 등과의 공동연구에 의한 것이다. 석영(실리카) 유리와 실리콘으로 된 타깃에 아르곤 이온을 충돌시켜 실리콘 기판 위에 퇴적. 실리콘 원자와 산화 실리콘 분자가 비결정 상태가 되는데 산화, 열처리 등 처리조건에 따라 산화실리콘 속에 실리콘 원자가 응집하여 발광색에 따른 크기의 나노 실리콘이 형성된다.
알루미 전극, 투명전극을 형성한 각 발광 다이오드에 전류주입으로 안정된 발광을 확인했다. 발광효율도 높고, 수명도 빨강의 경우 3 년, 파랑은 10일을 넘는 신뢰성을 얻었다고 한다. 동작전압은 10볼트 이하를 확인했다.
이 나노실리콘의 형성과정을 투과전자현미경으로 관찰, ESR로 나노실리콘의 각 크기와 발광색에 대응한 양자준위로부터의 발광을 분석, 결함에 의한 발광이 아닌 양자 사이즈 효과에 의한 발광임을 최초로 확인했다.
(NK)
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