HYBRID WHITE LIGHT-EMITTING DIODES: STUDY AND FABRICATION OF THIN-FILM AND NANOWIRE-BASED DEVICES

摘要

I diodi ad emissione luminosa sono dei dispositivi a semiconduttore che posseggonoudstraordinarie proprietà fisiche di generazione della luce. Il primo LED bianco siudè mosso silenziosamente dalla metà degli anni 90 fino a un punto in cui, oggi, iludmercato dell’illuminazione è stato totalmente rivoluzionato. A fronte dell’industriauddell’illuminazione a stato solido che richiede LED sempre più luminosi ed economici,udla ricerca scientifica risponde con strutture innovative, nuovi materiali più efficienti,udanche combinati con l’uso delle nanotecnologie applicate. I diodi bianchi ibridiudad emissione luminosa, ad esempio, fanno anch’essi uso di un LED blu, come inudun tradizionale diodo bianco, ma in essi il materiale inorganico convenzionale perudla conversione del colore è sostituito da un colorante organico cha una maggioreudresa quantica. La combinazione di una sorgente blu nanostrutturata con tali colorantiudcostituisce un’interessante struttura non ancora esaustivamente studiata inudletteratura.udIn questo lavoro, due strutture per diodi bianchi ibridi innovativi sono state progettate,udfabbricate e caratterizzate. La prima consiste in un dispositivo a eterogiunzioneudZnO/GaN, basato su nanofili di ossido di zinco, ottenuto con una tecnica di crescitaudin soluzione acquosa a basso costo; la conversione del colore, ottenuta tramite unudcolorante organico giallo a base di perilene, ha portato alla realizzazione di unudLED ibrido bianco a luce fredda. Il secondo dispositivo ha sfruttato al massimo leudproprietà dello strato organico di conversione del colore, facendo uso di una sorgenteudblu di pompa basata su una struttura GaN/InGaN ad alta luminosità. Inoltre,udcombinando opportunamente coloranti organici gialli e rossi, è possibile ottenere iludcontrollo fine sul colore di emissione della struttura ibrida. Infine, viene presentatouduno studio dettagliato sulla stabilità dello strato di conversione, insieme ad alcuneudsoluzioni che possono essere adottate per ottenere le migliori prestazioni dal diodoudibrido bianco.