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普林斯顿大学力作:首个全3D打印LED灯面世
来源:http://www.bmheimei.com 编辑:博天堂手机登录 2017-12-28 02:15

  

  3D打印迄今依然局限于特定塑料、被迫导体,和几种生物资料。但普林斯顿大学的研讨团队现已成功3D打印出根据量子点的LED(QD-LED),显现出不同类型的资料可以3D打印,并彻底集成到具有有源器材功用的组件中。

  McAlpine和他来自普林斯顿大学的搭档现已将5中不同品种的资料混合在一起打印出第一个全3D打印的LED灯了。

  “运用3D打印完结不同原料的无缝集成是一个巨大的应战。”普林斯顿大学教授Michael McAlpine指出。

  在他们宣布在《Nano Letters》上的陈述中,研讨者描绘了五种不同资料的无缝交错,其间包含:1)光致发光半导体的无机纳米粒子;2)一种弹性体基质;3)作为电荷传输层的有机聚合物;4)固体和液体金属引线;5)UV粘合通明基板层。

  该研讨团队的做法包含三个要害步骤。 首要,断定电极、半导体和聚合物具有希望的功用和以可打印的方式呈现;接着,当心保证这些资料可溶解于正交溶剂,避免在逐层打印过程中损害到下面层的完整性;最终,这些资料的交错图画是经过CAD规划的构建体上直接分配来完结的。

  

  科技媒体ExtremeTech报道说,研讨小组运用了一台自己开发的3D打印机,“现成的3D打印机都无法担任这项作业。”研讨团队的Ryan Whitwam说。“我们花了半年多的时刻和2万美元才制造出所需求的3D打印机。”

  

  每个量子点LED的底部层都是由银纳米颗粒构成的,它们正好将LED与电子电路连接起来。在其顶部是两个聚合物层,推进电流朝上进入下一层。这儿就是真实的“量子点”所在之处——它们是纳米级的半导体晶体,是包裹在硫化锌外壳中的硒化镉纳米颗粒。每逢一个电子碰击这些纳米粒子,它们就会宣布橙色或绿色的光。光的颜色可以经过改动纳米颗粒的尺度来操控。顶层是一个比较一般的镓铟磷资料,用来引导电子远离发光二极管。

  

  

3D打印的嵌入式QLED的2×2×2的多维矩阵。

  作为概念验证,研讨团队3D打印了其间一种根据量子点的LED(QD-LED,根据硒化镉纳米粒子,硫化锌外壳,顶层为铟镓),该QD-LED表现出纯和可调颜色的发光特性。

  经过进一步融入外表拓扑结构的三维扫描,博天堂竞赛愈演愈烈 LED途径演出战国“宫,研讨团队还能将QD-LED打印到具有曲线形的外表的设备上,如触摸透镜。

  

  

CAD模型上显现QD-LED元件保形集成到曲线基板上。

  研讨团队展示的第三个比方是一个封装的LED 2×2×2立方体,据了解,该立方体中的每个组件和电子设备都是3D打印的。这就证明这种难以运用规范的微加工技能完结的新式架构可以经过3D打印来构建。普林斯顿大学力作:首个

  整体而言,研讨团队表明,成果表明,3D打印的使用潜力比我们现已知道的要广泛得多,并能集成许多不同类型的资料。

  

  

作业中的3D打印QD-LED的低分辨率图画

  “我们估计,这一般策略可扩展到3D打印其他类型的有源器材,如MEMS器材、晶体管、太阳能电池和光电二极管等。”McAlpine教授表明。“整体来说,我们的成果展示了一些令人兴奋的使用,包含经过几许取舍含有LED和多传感器的设备,为研讨神经回路的光遗传学供给了新的东西。”

  一起3D打印有源电子元件与生物构建体可能导致新的仿生设备的呈现,比方经过光影响神经细胞的假体植入物。

  据研讨团队介绍,他们往后的作业将侧重处理一些要害应战,其间包含:1)添加3D打印机的分辨率,使其可以3D打印更小的设备;2)改善打印设备的功用和打印速度;3)集成其它类别的纳米级功用,组成模块和设备,包含半导体,电浆子(plasmonic)和铁电物质(ferroelectric)等。全3D打印LED灯面世

  

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