×
02.10.2019
219.017.cb14

Прозрачный проводящий оксид с наночастицами золота

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для усиления электролюминесценции полупроводников. Сущность изобретения заключается в том, что слой оксида цинка, легированного ионами алюминия в концентрации 1,5-3,5 молярных процента с толщиной от 100 до 200 нм и слои наночастиц с размерами 38-42 нм с максимальной концентрацией 1,25⋅10 на см, наночастицы являются наночастицами золота, а их центры находятся на расстоянии 70-120 нм друг от друга с образованием трехмерной решетки. Технический результат: обеспечение возможности усиления электролюминесценции полупроводников, излучающих на длинах волны 590-630 нм.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к оптоэлектронике, к составам покрытий полупроводниковых материалов, усиливающих электролюминесценцию, на базе которых могут быть созданы мощные излучающие светодиоды диапазона 590-630 нм. На данный момент известно, что при электролюминесценции полупроводников возможно усиление интенсивности люминесценции при нахождении рядом с полупроводником (расстояние до 200 нм) металлических наноструктур, в частности сферических наночастиц, с частотой плазмонного резонанса, совпадающей с частотой излучения гетероперехода полупроводника. Также известно явление плазмонного резонанса решетки, которое характерно тем, что в зависимости от расстояния между наночастицами изменяется частота плазмонного резонанса - то есть частота усиления электролюминесценции

Также известно, что оксид цинка является уникальным материалом в качестве покрытий для светодиодов: это теплопроводящий и электропроводящий материал, обладает высоким показателем преломления, то есть способен рассеивать проходящее через него оптическое излучение на очень широкие углы, что важно при его использовании в светодиодах осветительной техники. В предлагаемом патенте используется возникновение локализованных плазмонных мод в периодической структуре, вызванное упорядоченным расположением наночастиц золота в матрице из ZnO:Al.

Известно покрытие, (патент № US 20130098442 A1, опубликован 25 апреля 2013 года), состоящее из двумерного массива наночастиц золота, сформированного на поверхности фиксирующего органического слоя, состоящего из молекул, связывающихся с металлом (лигандов) электрохимическим методом представляющее собой ближнепольный резонатор для увеличения эффективности устройств оптоэлектроники (солнечных панелей, оптических сенсоров) за счет возбуждения локализованного плазмонного резонанса в диапазоне длин волн от 599 нм до 880 нм, от 592 нм до 850 нм и от 599 нм до 630 нм (в зависимости от вида лигандов, определяющих период решетки из наночастиц и размера наночастиц золота). Недостатком покрытия является сложность его применения в качестве слоя в структуре светодиода, из-за электрохимического метода получения покрытия и наличие органических молекул в структуре покрытия, что трудно совместимо с технологией получения светодиода и его условиями эксплуатации - в частности, нагревании при работе.

Известно покрытие, (патент № US 20110133157 A1, опубликован 9 июня 2011 года), состоящее из наноразмерных слоев серебра и золота, сформированных на поверхности слоя InGaN/GaN квантовых ям в свою очередь сформированных на подложке сапфир/ GaN, где слой золота граничит со слоем InGaN/GaN квантовых ям, а слой серебра с воздухом, представляющее собой усиливающий электролюминесценцию нитридного светодиода слой за счет возбуждения поверхностных плазмонных мод на границе металл/ полупроводник и варьирования длины волны возбуждения плазмонных мод в диапазоне длин волн от 442 нм до 563 нм за счет изменения толщин одного металлического слоя относительно другого, приводящего к увеличению скорости излучательной рекомбинации и внутренней квантовой эффективности светодиода зеленого свечения. Недостатком покрытия является отсутствие эффекта усиления электролюминесценции гетероструктур на длине волны 590-630 нм.

Известно покрытие, взятое в качестве прототипа (патент № RU 2671236), состоящее из слоя прозрачного полупроводникового оксида цинка, легированного ионами алюминия, и наночастиц серебра. Недостатком прототипа является отсутствие эффекта усиления электролюминесценции гетероструктур на длине волны 590-630 нм.

Изобретение решает задачу усиления электролюминесценции полупроводников на длинах волн 590-630 нм. Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении интенсивности излучения светодиодов с предложенным покрытием. Данный технический результат достигается тем, что прозрачный проводящий оксид, содержащий слой оксида цинка, легированного ионами алюминия в концентрации 1,5-3,5 молярных процента с толщиной от 100 до 200 нм и слои наночастиц с размерами 38-42 нм с максимальной концентрацией 1,25⋅1016 на см3, отличается тем, что наночастицы являются наночастицами золота, а их центры находятся на расстоянии 70-120 нм друг от друга с образованием трехмерной решетки.

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующим.

В основе изобретения лежит эффект «решеточного» плазмонного резонанса. При соблюдении определенного расстояния между металлическими наночастицами меняется частота плазмонного резонанса этих наночастиц, так как происходит электромагнитное взаимодействие между ними.

В изобретении используются слой оксида цинка, легированного ионами алюминия, и слои наночастиц золота.

При расстоянии менее 200 нм металлических наночастиц золота от излучающих полупроводников за счет эффекта плазмонного усиления уменьшается время рекомбинации электронов и дырок, что ведет в свою очередь к повышению интенсивности люминесценции, так как увеличивается количество носителей, попадающих за единицу времени в зону проводимости и переходящих обратно в валентную зону полупроводника за счет излучательного перехода.

Многочисленными экспериментами установлено и подтверждено данными моделирования, что при расстоянии наночастиц между центрами друг друга в 110-130 нм и при их размерах 38-42 нм происходит сдвиг частоты плазмонного резонанса наночастиц золота с диапазона 530-570 нм в диапазон 590-630 нм при образовании ими трехмерной решетки. Получено экспериментальное усиление электролюминесценции светодиода, излучающего на длинах волн 590-630 нм с покрытием из патентуемого вещества в 2 раза по сравнению со светодиодом, излучающим на этих же длинах волн без патентуемого покрытия. Таким образом, изобретение обеспечивает решение задачи по усилению электролюминесценции светодиода на длинах волн 590-630 нм.

Прозрачный проводящий оксид, содержащий слой оксида цинка, легированного ионами алюминия в концентрации 1,5-3,5 молярных процента с толщиной от 100 до 200 нм и слои наночастиц с размерами 38-42 нм с максимальной концентрацией 1,25⋅10 на см, отличающийся тем, что наночастицы являются наночастицами золота, а их центры находятся на расстоянии 70-120 нм друг от друга с образованием трехмерной решетки.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 105.
10.01.2015
№216.013.17c3

Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса

Способ относится к лазерной технике и может быть использован для создания устройства прямого самореферентного определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса. Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537511
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d3d

Способ деперсонализации персональных данных

Изобретение относится к области защиты информации, хранимой в информационных системах персональных данных (ИСПДн), от несанкционированного доступа (НСД) и может быть использовано на стадиях разработки и оптимизации ИСПДн в защищенном исполнении. Техническим результатом является повышение уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538913
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1e16

Волоконно-оптическое устройство для измерения напряженности электрического поля

Изобретение относится к измерительным устройствам на основе волоконно-оптических фазовых поляриметрических датчиков. Оптимизация структуры датчика, обуславливающая возникновение разноименной модуляции показателя преломления при подаче на двухканальный модулятор разности фаз напряжения одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539130
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.2349

Способ получения резистивного элемента памяти

Изобретение относится к нанотехнологии и может применяться при изготовлении планарных двухэлектродных резистивных элементов запоминающих устройств. Способ получения резистивного элемента памяти включает в себя создание проводящих электродов на непроводящей подложке, напыление в зазор между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540486
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.234c

Способ оценки степени обогатимости минерального сырья оптическим методом и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предварительной оценки обогатимости руд твердых полезных ископаемых и определения параметров их селекции. Согласно способу определяют полезность и зоны различения каждого минерального объекта из партии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540489
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2bab

Способ центрировки линзы в оправе и оправа для его осуществления

Способ включает установку линзы на плоский буртик промежуточной части оправы, размещаемой на буртике цилиндрического отверстия основной оправы с возможностью наклона. Вращают основную оправу вокруг ее базовой оси, измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности линзы относительно оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542636
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.03.2015
№216.013.320d

Способ центрировки линзы в оправе и оправа для его осуществления

Способ включает установку линзы сферической рабочей поверхностью на опорный буртик цилиндрического отверстия промежуточной цилиндрической части, размещаемой на опорном буртике цилиндрического отверстия основной оправы. Измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности относительно оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544288
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3d3b

Способ измерения параметров и характеристик источников излучения

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа измерения параметров и характеристик источников излучения. При реализации способа приемник оптического излучения размещают с возможностью перемещения по трем координатам в облучаемой зоне исследуемого источника излучения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547163
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.4457

Измельчительный механизм волчка

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к волчкам и мясорубкам. Измельчительный механизм волчка содержит корпус для шнека, шнек с хвостовиком, режущий инструмент, палец для крепления ножей и решеток. При этом в корпусе для шнека и в шнеке выполнены охлаждающие каналы. Каналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548993
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.4530

Способ обнаружения объекта на малых дистанциях и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обнаружения в пространстве объектов, к способам и устройствам лазерной локации и может быть использовано в системах обнаружения и распознавания целей, в системах предупреждения столкновения транспортных средств, в навигационных устройствах и в системах охранной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549210
Дата охранного документа: 20.04.2015
Показаны записи 1-5 из 5.
27.04.2016
№216.015.3946

Люминесцентный дозиметр ультрафиолетового излучения

Изобретение относится к области радиационных измерений и касается люминесцентного дозиметра ультрафиолетового излучения. Дозиметр включает в себя чувствительный элемент, передающее оптическое волокно, подвижную кассету с оптическими фильтрами и фотоприемное устройство. Чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582622
Дата охранного документа: 27.04.2016
01.11.2018
№218.016.98d5

Прозрачный проводящий оксид

Изобретение относится к составам покрытий полупроводниковых материалов и решает задачу усиления электролюминесценции полупроводников на длине волны 450 нм. Прозрачный проводящий оксид содержит слой оксида цинка с максимальной толщиной 200 нм, легированный ионами алюминия в концентрации от 1 до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671236
Дата охранного документа: 30.10.2018
11.03.2019
№219.016.dda6

Стеклокристаллический оптический материал с резкой границей поглощения в уф-области спектра и способ его получения

Изобретение относится к составам и технологиям получения стеклокристаллических оптических материалов, которые могут быть использованы для производства фильтров, защищающих от УФ-излучения. Технический результат изобретения заключается в устранении эффекта фотохромизма стеклокристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466107
Дата охранного документа: 10.11.2012
02.10.2019
№219.017.cbbf

Прозрачный проводящий оксид

Использование: для усиления электролюминесценции полупроводников. Сущность изобретения заключается в том, что слой оксида цинка с максимальной толщиной 200 нм, легированный ионами алюминия в концентрации от 3 до 4 молярных процентов и со слоями наночастиц серебра с максимальной концентрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701467
Дата охранного документа: 26.09.2019
31.07.2020
№220.018.3922

Устройство фотовольтаики

Изобретение относится к составам покрытий полупроводниковых материалов и решает задачу увеличения эффективности захвата излучения солнечной батареей на длинах волн 440±10 нм и в диапазоне от 900 до 1700 нм. Устройство фотовольтаики содержит кремниевый слой р-типа проводимости с подключенным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728247
Дата охранного документа: 28.07.2020
+ добавить свой РИД