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Polymerarbeiten öffnen den Weg zu billigen LEDs von Richard Ball
Eine Technik zum Prägen von photonischen Strukturen wie Bragg-Gittern auf lichtemittierende Polymere wurde von britischen Wissenschaftlern entwickelt.
Forscher der Universitäten St. Andrews und Exeter arbeiteten zusammen, um die Strukturen herzustellen, die dazu führen könnten, dass LEDs und Optokomponenten zu einem Bruchteil der heutigen Kosten ausgestanzt werden.
"Unsere Gruppe ist sehr an der Verwendung von Polymeren interessiert", sagte Justin Lawrence von St. Andrews, Hauptautor eines Papiers über diese Technik. "Einer der Vorteile von Polymeren ist, dass sie sehr einfach zu verarbeiten sind."
Um jedoch nützliche photonische Mikrostrukturen wie Gitter und LEDs herzustellen, muss das Polymer unter Verwendung von Elektronenstrahlen, Photolithographie oder chemischem Ätzen verarbeitet werden - alles komplexe, teure Prozesse. Im Vergleich dazu ist "Heißprägen sehr einfach", sagte Lawrence.
Zunächst wird ein aus Siliciumdioxid hergestelltes Muster auf herkömmliche Weise gemustert. Das Polymer wird über seiner Glasübergangstemperatur von etwa 200ºC auf 20ºC erhitzt, an welchem ​​Punkt es zu fließen beginnt.
Der Master wird in das Polymer gepresst und sobald er die Form angenommen hat, wird das Polymer abgekühlt. Eine Antihaft-Chemikalie zwischen dem Master und dem Polymer verhindert, dass sie sich miteinander verbinden.
Das Team hat ein Kreuzgitter mit einer Periode von 400 nm und einer Tiefe von 20 nm geprägt, das durch Braggscattering Licht in das Material einkoppeln und aus dem Material auskoppeln kann. Darüber hinaus verwendete das Team ein als PPV bekanntes konjugiertes Polymer, das die wünschenswerte Eigenschaft eines lichtemittierenden Materials besitzt.