Со истегнување на GaN: светлина од УВ во сина без промена на хемијата

Истражувачки тим од Универзитетот во Хонг Конг прикажа нов пристап за контрола на светлината кај галиум-нитрид (GaN): наместо хемиско „допирање“, бојата се менува со прецизно механичко истегнување. Во експериментите, материјалот преминува од ултравиолетова кон видлива сина емисија, што отвора нова насока за оптоелектронски уреди.

Научниците изработиле микромостови од монокристален GaN со микро-нано технологии и постигнале еластична деформација до 6,8% пред кршење, со затегачка јачина околу 11 GPa. Клучно е што промената на оптичките својства била следена во реално време со катодолуминесценција за време на оптоварување.

Со раст на истегнувањето, енергетскиот процеп (bandgap) се намалувал од 3,41 eV на 3,08 eV, а при максимални услови достигнувал и 2,96 eV. Паралелно, брановата должина се поместувала од околу 365 nm кон приближно 420 nm, односно од УВ кон син дел од видливиот спектар.

Еден од најважните резултати е реверзибилноста: кога силата се отстранува, GaN се враќа во почетната состојба и повторно емитира УВ светлина. Тоа значи дека контролата е физичка и динамичка, без трајна промена на хемискиот состав на материјалот.

Тимот демонстрирал и поупотреблив дизајн со механички фиксирано истегнување од околу 3%, при што е добиено стабилно поместување на емисијата од 363 на 371 nm и без постојана надворешна сила. Ваквиот пристап може да биде значаен за микро-дисплеи, интелигентно осветлување и сензорски технологии.

Резултатите се објавени во списанието Physical Review X во трудот „Deep Elastic Strain Engineering of Free-Standing GaN Microbridge“ (DOI: 10.1103/x76f-2vj8).