白光LED直接在纸上形成

瑞典的一所国立综合性大学林雪平大学的一名博士研究生其博士学位论文内容为：初期目标为直接在纸张制造纯白色LED实现新的照明功能，以及后期的实现湿度传感器和廉价的光伏设备。

直接印刷到纸张上的白光LED甚至能批量生产成壁纸照明房间不是天方夜谭，目前这一壁纸的生产方法正在申请专利，发明人为瑞典林雪平大学诺尔雪平校区的物理电子学和纳米技术博士古尔·阿明，他的论文内容为如何将氧化锌和导电聚合物制成直接在一张纸上变成白光LED。

下图为氧化锌纳米结构的SEM图像：(a)在中性pH值= 6.6的硅衬底上的纳米棒;(b)在pH = 10的星状纳米;(c)在pH = 11的花朵状纳米;(d)在pH = 12的海胆状纳米。不同的半导体材料生成不同的纳米结构氧化锌。氧化锌纳米结构有几个特点使它们适合于制造白光LED，其中一个就是大的带隙和电子，移动方便，一旦他们向核心反弹将产生较大的能源数额，当然，这一发射的能量就是纯白光。

阿明如今更进一步的将实验成功在纸张上直接生成白光LED，前期的准备过程为纸张先涂一层防水涂膜，涂膜为一层甲基环戊烯醇酮树脂，后期将活性成分就是氧化锌nanothreads，生成在导电聚合物polydiethylflourene的薄层。阿明在论文中介绍说利用超声波炸毁 nanothreads的表面并收集他们的粉末，然后在一个正常的印刷机打印氧化锌nanothreads成纸张或塑料发光二极管。由于氧化锌是一种自然半导体n型(多余的负电荷)这一材料上的缺陷所以还需结合氧化锌、氧化铜这些p型(多余的正电荷)创建几个不同类型的电化学传感器。

论文已刊登在Wiley 旗下的Physica Status Solidi 期刊。物理电子学和纳米技术研究小组的领导者Magnus Willander教授评论说：“这是第一次有人已经能够直接在纸张使用化学方法构建电子和光子无机半导体元件。”

获得他的博士学位后，阿明已经回到他的家乡巴基斯坦继续他的研究，林雪平的物理电子学和纳米技术小组也在继续发掘潜在的氧化锌与石墨、氧化铜和其他材料的组合。地球上有丰富的氧化物CuO和ZnO材料，各种氧化锌和氧化铜纳米结构的制备相对简单，可采用成本低的水热法。不同的水热条件，特别是生长溶液的pH值、生长温度、生长时间、前驱物浓度都会对氧化锌的形态和结构特性产生影响。在纸张的I-III氧化锌纳米结构的生长条件的优化，可实现规模的可控生长。这种方法可在相对较低的温度下工作，不需要任何苛刻的制造工艺，使非常规基材，如聚合物、塑料、织物和纸张都能成为目标基板。利用这种方法我们可以在不同衬底上合成氧化锌纳米结构，基板可是灵活性地、一次性的，这可能会与未来的可折叠和一次性电子集成专门的非常规基板带来兼容性的优势。

低生产成本的主要优势是在市场竞争中，氧化锌纳米结构加工的解决方案提供了巨大的潜力成为廉价设备的选择。此外，ZnO纳米棒的设备由于一个更好的界面接触，表现出更好的性能、更少的缺陷和改进光提取。