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據悉，矽奈米晶體的尺寸僅為幾奈米，卻具有很高的發光潛力。現在，來自德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)和加拿大多倫多大學的科研人員借助矽奈米晶體，成功製造出了高效的矽基發光二極體(SiLEDs)，其不含重金屬，卻能夠發射出多種顏色的光。
矽雖然在微電子和光伏產業佔據著主導地位，但長期以來其卻一直被認為不適合發光二極體的製造。然而，這在奈米尺度卻並非正確，由成百上千的原子構成的微小矽奈米晶體能夠產生光線，也具備成為高效光發射器的巨大潛力。迄今為止，矽基發光二極體的製造一直局限於紅色的可見光譜範圍和近紅外線，因此製造可發出彩色光的二極體可謂絕對新穎。
KIT科學家發現，通過採用不同大小的單分散的奈米粒子，能夠改變二極體所發出光的顏色。其可由深紅色光譜區域調諧至橘黃色的光譜區域，外量子效率亦可達1.1%。值得一提的是，製成的矽基發光二極體具有令人驚訝的長期穩定性，這在此前從未實現過。操作組件壽命的增長是因為只採用了同一尺寸的奈米粒子，這能有效增強敏感的薄膜元件的穩定性，而可導致短路的過大尺寸粒子則被排除在外。
此款彩色矽基發光二極體還具有不含有任何重金屬的優勢。與其他使用硒化鎘、硫化鎘或硫化鉛的研究小組不同，科研團隊此次採用的矽奈米粒子完全不具毒性，而且地球上的矽儲量豐富，成本低廉，更有利於矽基發光二極體的進一步發展。
此外，新型發光二極體惹人注目的方面亦在於其發光區域的同質性。研究人員表示，隨著液態處理的矽基發光二極體或能以低成本大批量製成，奈米粒子「群體」也將進入新的領域，相關潛力將難以估計，而教科書上有關半導體元件的描述或許也將被改寫。
