NUS-forskare har utvecklat transparenta, nära-infraröda lysdioder (LED) som kan integreras i skärmar på smarta klockor, smarta telefoner och förstärkta eller virtual reality -enheter.

Nära-infraröd (NIR) hemlig belysning är allt viktigare för ansiktsigenkänning, rörelseavkänning och djupavkänningsfunktioner i mobila enheter. Dock, dessa NIR-belysningskällor, som vanligtvis är otransparenta LED -chips, upptar värdefullt utrymme och kan leda till fula svarta skåror på en annars fullfärgad färgdisplay.

En forskargrupp ledd av prof Tan Zhi Kuang från Institutionen för kemi och Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS), NUS har utvecklat effektiva NIR-lysdioder som är mycket transparenta, med en genomsnittlig transmittans på mer än 55 % över det synliga spektrumet. Deras enheter använder ett ultratunt lager av en ny perovskitbaserad halvledare, som är kapabel till intensiv och effektiv ljusemission. Denna perovskite-halvledare drar också nytta av låg kostnadsbearbetning och mångsidig integrering i en mängd olika enhetssubstrat. Genom att ytterligare ersätta den traditionella icke-transparenta metalliska elektroden med en ny elektrod som består av lager av ultratunna metaller och ledande oxid, teamet kan uppnå en optimal balans av hög optisk transparens, lågt elektrodmotstånd, och effektiv laddningsinjektion som krävs för att lysdioden ska generera ljus effektivt.

Mr Xie Chenchao, en Ph.D. student i forskargruppen sa, "Vi fann att implementeringen av ett tunt aluminiummellanskikt i vår transparenta elektrod kraftigt minskade plasmaskador på vår enhet under elektrodavsättningsprocessen, och lät våra enheter fungera effektivt."

Prof Tan sa, "NIR -tekniken har gjort betydande inslag i bärbara, mobil, spel- och augmented reality -prylar de senaste åren, och har sett användningar som sträcker sig från säkerhet till hälsospårning och 3D-avkänning. Vi tror att vårt transparenta NIR LED-koncept skulle kunna öppna upp en spännande rad nya avancerade funktioner i små bärbara enheter som tidigare var ouppnåeliga med traditionella III-V-halvledar-LED-chips. Till exempel, vi kanske en dag kan tillämpa denna teknik i smarta klockor för ansiktsigenkänning, eller använd detta för kontaktlös betalning med hög säkerhet."

Som ett bevis på konceptet, teamet har demonstrerat en transparent lysdiod som är överlagd över en smart klocka för att ge intensiv NIR-belysning.