Instytut Wysokich Ciśnień

Diody elektroluminescencyjne oparte na azotku galu są najbardziej energooszczędnymi źródłami światła. Pomimo ich niewątpliwych zalet do efektywnego działania wymają zasilania prądem stałym, natomiast sieć energetyczna jest zbudowana w oparciu o prąd przemienny. Interesującą propozycję nowej klasy urządzeń optoelektronicznych dedykowanej do bezpośredniej pracy z prądem przemiennym zaproponował Mikołaj Żak wraz ze współpracownikami z laboratorium epitaksji z wiązek molekularnych (NL-14) oraz innych grup badawczych IWC PAN.

W artykule opublikowanym na łamach Nature Communications (Impact Factor 16.6) prezentują dwukierunkową diodę elektroluminescencyjną (BD LED), która emituje światło w obu kierunkach przepływu prądu przez urządzenie, a nie tylko wtedy, gdy jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, jak w konwencjonalnych diodach LED. Jest to możliwe dzięki specjalnej strukturze epitaksjalnej BD LED, w której obszar aktywny jest otoczony z obu stron przez złącza tunelowe od strony domieszkowanej na typ p. To sprawia, że elektrony i dziury są skutecznie wstrzykiwane do tej samej studni kwantowej powyżej napięcia otwarcia zarówno dla napięć ujemnych, jak i dodatnich.

Publikacja „Bidirectional light-emitting diode as a visible light source driven by alternating current” (M. Żak, et al. Nat Commun 14, 7562 (2023)) stanowi ważną część przygotowywanej rozprawy doktorskiej mgr inż. Mikołaja Żaka i jest owocem wieloletnich badań nad złączami tunelowymi w GaN prowadzonych w grupie NL-14 IWC PAN.