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Une LED ultraviolette micrométrique et ... intense


​​​​Des chercheurs de l'Irig sont parvenus à miniaturiser une LED ultraviolette jusqu'à la dimension d'un nanofil de nitrure de gallium, 100 fois plus fin qu'un cheveu.

Publié le 30 novembre 2023

Des diodes électroluminescentes (LED) capables d'émettre dans l'ultraviolet (UV) sont commercialisées depuis quelques années pour une grande variété d'applications allant de la chimie à la santé (fluorescence, polymérisation, catalyse, traitement de maladies de peau, désinfection, etc.). Une version miniaturisée de ces LED ouvrirait de nouvelles voies en nano-photonique UV, comme par exemple des écrans à pixel UV pour la détection biologique ou la photolithographie à la demande.

Des physiciens de l' Irig, en collaboration avec l'Institut Néel de Grenoble, ont cherché à réaliser une « microLED » émettant dans l'UV avec des nanostructures de nitrure de gallium et d'aluminium. Ils ont utilisé des nanofils de nitrure de gallium (GaN) sur lesquels ils ont synthétisé par épitaxie une hétérostructure de type cœur-coquille, comprenant une diode en nitrure d'aluminium et de gallium (AlGaN) et une source UV-B. Deux types de sources UV-B ont été réalisées :

  • 3 ou 4 couches mono-atomiques de GaN, d'une épaisseur totale de 0,7 nm,
  • un empilement de couches en GaN/AlGaN (dont l'épaisseur compte deux atomes), formant un « super-réseau ».

Ces nanostructures ont l'avantage de limiter l'impact des dislocations du matériau, d'augmenter la surface d'émission et de favoriser l'extraction optique du rayonnement UV. Résultat : la microLED émet un rayonnement intense dans l'UV-B à 310 nm. Les chercheurs ont désormais pour objectif de développer des LED UV-C à nanofils ou encore des LED UV à nanofils flexibles, ce qui permettrait peut-être leur intégration à des supports souples (tuyaux, etc.) ou des tissus biologiques.​



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