Vita lysdioder direkt på pappret

Tänk dig en vit, lysande gardin som vajar i vinden. Eller en tapet som lyser upp ditt rum med ett perfekt vitt ljus. Gul Amin visar i sin doktorsavhandling hur vita lysdioder kan tillverkas direkt på papper.

Gul Amin, nyligen färdig doktor på avdelningen för fysik och elektroteknik, campus Norrköping, har i sin avhandling bland annat visat hur man växer vita lysdioder, tillverkade av zinkoxid och en ledande polymer, direkt på ett papper. Han har också visat hur man kan trycka dem på exempelvis en papperstapet – den metoden är dessutom patentsökt.

Forskarkollegan Naved ul Hassan Alvi undersökte i sin avhandling förra sommaren några olika metoder att ta fram, växa, olika nanostrukturer av zinkoxid på ett antal olika halvledande material. Nanostrukturer i zinkoxid har en mängd goda egenskaper som gör dem väl lämpade för tillverkning av vita lysdioder, bland annat så är bandgapet stort, elektronerna flyttar sig lätt och avger förhållandevis mycket energi när de studsat tillbaka in mot kärnan. Energin avges dessutom i form av ett perfekt vitt ljus.

Gul Amin har nu gått vidare och lyckats växa vita lysdioder direkt på papper. De aktiva komponenterna består av nanotrådar av zinkoxid på ett tunt lager av den ledande polymeren polydietylfluoren (PFO). Pappret har dock först försetts med en tunn vattenavstötande, skyddande och utjämnande hinna av hartsmaterialet cyclotene.

- Det här är första gången någon har lyckats bygga elektroniska och fotoniska oorganiska halvledande komponenter direkt på papper med kemiska metoder, säger professor Magnus Willander, som leder forskningen.

Artikeln har publicerats i Wileys Physics Status Solidi Rapid Research Letters.

I en av avhandlingens övriga artiklar, publicerad i Springers Journal of Material Science, visar Gul Amin också hur man kan växa nanotrådar på papper, blåsa av dem från underlaget med ultraljud och samla ihop dem i form av ett pulver.

Pulvret kan sedan användas för att trycka nanotrådarna av zinkoxid, och därmed lysdioder, på papper eller plast i en tryckpress. Den metoden är också patentsökt, där förutom Gul Amin även företagen Ecospark, grundat av Magnus Willander, och Acreo står bakom ansökan.

Eftersom zinkoxid är en naturlig halvledare av n-typ (överskott av negativ laddning) något som beror på defekter i materialet, har Gul Amin i sin avhandling också kombinerat zinkoxiden med kopparoxid som är av p-typ (överskott av positiv laddning) till några olika typer av elektrokemiska sensorer.

Gul Amin har efter disputationen återvänt till hemlandet Pakistan för att fortsätta forska, men på avdelningen fysikalisk elektronik och nanoteknologi fortsätter arbetet att utforska zinkoxidens möjligheter i kombination med grafen, kopparoxid och andra material.

Avhandlingen: ZnO och CuO Nanostructures: Low Temperature Growth, Characterization, their Optoelectronic and Sensing Applications, Gul Amin, institutionen för teknik och naturvetenskap, Linköpings universitet, campus Norrköping, 2012.

Relaterade länkar
Lysdioder av zinkoxid ger ett perfekt vitt ljus
Forskargruppen för fysikalisk elektronik och nanoteknologi (på engelska)

Monica Westman Svenselius 2012-06-28