A Porotech színesben mutatja be az anyagtudomány erejét

Szóval hogyan kezdődött a Porotech?

Az egész egy kutatási projektből indult ki Cambridge-i gallium-nitrid központ. Egyfotonos forrásokon dolgoztam a kvantumkommunikációhoz, és megpróbáltam mikroüregeket készíteni, hogy javítsák az emitter és az üreg közötti kapcsolatot. Valószínűleg a legegyszerűbb mikroüreg komponens a Bragg tükör, de ahhoz, hogy tükröző legyen, törésmutató kontrasztot kell elérni a különböző rétegek között.

A fényvisszaverő képességet gallium-nitriddel tudtuk elérni, de a hibák – amelyeket nem lehet kikerülni – hátráltatták a készülék teljesítményét. Ezért kihasználtunk néhány belső diszlokációt, amelyek gyakori szerkezeti hibák. Nedves kémia segítségével porózus kompozit mátrixot hoztunk létre gallium-nitrid és levegő között. Ez összekeveri a gallium-nitrid és a levegő törésmutatóját, és sokkal szélesebb paramétert ad az optikai tulajdonságok hangolásához.

Néhány üzleti kurzus elvégzése, üzleti terv kidolgozása és bírálata után elég magabiztosak voltunk ahhoz, hogy kilépjünk az egyetemről és kereskedelmi forgalomba hozzuk az ötletünket.

A kék spektrumban készítettük el a legjobban teljesítő egyfoton forrásokat, de nyilván ez a visszaverő képesség mindenféle optoelektronika esetében is előnyös. Fénykibocsátó dióda (LED) készítéséhez szükség van az alsó tükörre, amely visszaveri a fényt, majd képes kivonni a fotont. Kipróbáltuk – és gyönyörűen működött. Miután elvégeztünk néhány üzleti kurzust, kidolgoztunk egy üzleti tervet és megkaptuk a kritikát, elég magabiztosak voltunk ahhoz, hogy kilépjünk az egyetemről és kereskedelmi forgalomba hozzuk ötletünket.

Nyertél a Vállalkozásindítási díj a Fizikai Intézettől 2022-ben vörös indium-gallium-nitrid LED elkészítésére. Mi volt a legnagyobb kihívás az újítással szemben – és hogyan sikerült legyőzni?

A vörös színt nem olyan nehéz elérni más anyagokkal, például gallium-foszfiddal vagy gallium-arzeniddel. Papíron gallium-nitriddel is elérhetőnek kell lennie, az anyag által meghatározott sávközök tekintetében. A hibák azonban problémát jelentenek – ahogy kékről zöldre, majd még hosszabb hullámhosszra lépünk, több indiumot kell tenni a fénykibocsátó területre, ami vastagabbá teszi a kvantumkutakot.

A gallium-nitrid baja pedig sok más összetett félvezetőhöz képest az, hogy a rácsparaméterek közötti eltérés óriási a különböző ötvözetek között. Így sok terhelés éri, és ha ezt nem enyhítik megfelelően, akkor sok olyan hiba keletkezik, amely akadályozza a LED teljesítményét. Ha több indium atomot ad hozzá, fennáll a fázisszétválás veszélye is, ahol ezek csak fémlemezekként maradnak meg, nem pedig kristályos anyagokat képeznek.

Ezután erre a gyönyörű porózus építészetre építünk, hogy manipulálhassuk az anyag optikai és mechanikai tulajdonságait. Valójában megváltoztathatjuk a mechanikai tulajdonságot és nagyíthatjuk a rácsparamétert egyszerű módon, hogy jobban illesszük a fénykibocsátó területhez – a magas indium tartalmú régióhoz, amelyet a tetejére próbálunk építeni. Minél közelebb kerülünk az egyezéshez, annál kevesebb problémával találkozunk a fénykibocsátó területen.

Milyen következményekkel jár a piros indium-gallium-nitrid LED a zöld és a kék mellett?

A kék és a zöld már nagyon sikeresek, és a gallium-nitrid felhasználásával beváltak, de az iparnak jelenleg más forrásokat, például gallium-arzenidet kellett használnia a vörös színéhez. Ez nagyon költséges, mind a tőkekiadás, mind az áteresztőképesség szempontjából. Sőt, a különböző anyagok keverése jelentősen csökkenti a hozamot, és így az átvételi arányt is. Az összes szín egyetlen anyagból való kinyerése azt jelenti, hogy a meglévő ellátási láncot felhasználhatjuk a kék és zöld gyártásban, és felhasználhatjuk a vörös előállítására is – további beruházási ráfordítás vagy a feldolgozási folyamat bonyodalmai nélkül.

Ön hangolható hullámhossz-kibocsátókat is készített, amelyeket DynamicPixelTuning®-nak hív. Hogyan működnek, és hogyan változtatják meg az imént leírt képet?

Bizonyos értelemben baleset volt. A gallium-nitrid hullámhossz-képességének vörösre való kiterjesztésével rájöttünk, hogy a színt a spektrum másik oldalára is áthelyezhetjük. Alapvetően a gallium-nitridnél van némi belső feszültség, ami valóban befolyásolja, hogy a kvantumkutak és a sávköz hogyan reagál külső torzítás alkalmazásakor. Mindenki stabil egyszínű színt szeretne elérni, de áram injektálásakor ez a külső torzítás hatással lesz a belső mezőre, változtatva a hullámsávokat.

Csökkenthetjük az igénybevételt, ami javítaná a stabilitást, de a belső mező 100%-át nem tudjuk pusztán anyagi manipulációval megszüntetni. Azon töprengtünk, hogy kihasználhatjuk-e a deformáció állapotát, és növelhetjük-e ezt a belső mezőt, így ha külső torzítást alkalmazunk, az eltolódás elég nagy ahhoz, hogy az összes színt megkapjuk. Valójában most már szabályozható módon is elérhetjük a nagy hullámhossz-eltolódást. Ez egy nagyon lineáris összefüggés, így bármilyen színt használhat az áramsűrűség függvényében.

Így kétféleképpen közelíthetjük meg a piacot és dolgozhatunk a meglévő képességekkel, az ügyfél rendszerének összetettségétől és megjelenítési igényeitől függően.

Mi következik a Porotech számára? Bővülni szeretne?

Számunkra nagyon fontos egyrészt az ügyfelek bevonása, másrészt a kockázatok szétosztása. Nem akarunk csak egy piaci szegmensre fogadni, ezért három fő területet vizsgálunk: a nagy TV-t és a feliratokat; intelligens hordható eszközök; és AR/VR. Az első területen új, csúcskategóriás, 100 hüvelykes kijelzős tévékről beszélünk, amelyeket egyetlen meglévő technológia sem tud ilyen költséghatékonyan megvalósítani.

Technológiánk lehetővé teszi az érzékelési és érintési funkciókat, amelyek elősegítik, hogy az intelligens hordható eszközök személyre szabottabbá váljanak a jövőben

Ami az intelligens hordható eszközöket illeti, okosórákról, szemüvegekről és szemüvegekről beszélünk. A mikro LED alapvetően kijelző technológia, de a félvezető ökoszisztémára és a szilícium tranzisztorokkal való integrációra épít, így integrálhatóságot és egyéb funkcionalitást is ígér. Képes megjeleníteni információkat, de lehetővé teheti az érzékelési és érintési funkciókat is, amelyek segítségével az intelligens hordható eszközök személyre szabottabbá válhatnak a jövőben.

Az AR/VR esetében a mikro LED-en, a fotonon, a fénykibocsátáson és az optoelektronikán kívül is igyekszünk hozzájárulni. Szintén a szilíciumöntödékkel és a szilíciumtranzisztorokkal való jövőbeni integrációra összpontosítunk. Nyilvánvalóan ez sokkal nehezebb a korlátozott súly és a kis térfogat miatt, amely az AR/VR egyszerű szemüvegeken való megvalósításához szükséges.

Tehát kereskedelmileg jobban készen állunk a nagy tévékre és az okosórákra, de az AR esetében ez inkább a rendszerszintű integrációról és tervezésről szól.

Egyetemistaként kezdted, így bizonyára egy tanulási görbe volt számodra, hogy megtanulj beszélni az ellátási láncokról, a tőkekiadásokról és a terméked különböző eszközökkel való integrálásáról.

Valójában még mindig tanulok, és nagyon boldogan vállaltam ezt a kihívást. Tudtam volna tanulmányi kiválóságra törekedni, de mivel alkalmazott tudományokkal és anyagokkal foglalkozunk, valóban arra kell összpontosítanunk, hogyan tudjuk ezt megvalósítani az ipar és az emberek javára. Szóval kezdetben nagyon felpörgött, hogy ezt az utat választottam az új személyes fejlődéshez.

Ipar vagy akadémia? Hogyan válasszuk ki az utat

Nagyon korán rájössz, hogy kevésbé vagy képes, kevésbé tud, és nincs tapasztalatod. Tanulnod kell másoktól. Nagyon jó volt, hogy a cambridge-i ökoszisztéma minden mentorálást biztosít az egyetemi támogatáson felül. Ezért töltöttünk pár évet az egyetemen belül és kívül ugrálva, felhasználva az erőforrások egy részét, piackutatást végeztünk és képeztük magunkat.

A tanulás egy örökké tartó folyamat, miközben folyamatosan fejlődünk, de nagyon megtérülő befektetés.

Van valami tanácsa azoknak, akik technológiájukat kereskedelmi termékké szeretnék alakítani?

Azt tanácsolom, hogy hallgass többet és beszélj kevesebbet. A technológia jó, a fizika csodálatos, de ez csak a probléma egyharmada vagy egynegyede. Emberekre, erőforrásokra és stratégiára lesz szüksége ahhoz, hogy a technológiát valódi termékké alakítsa át, és hogyan támogassa az üzleti tervet. Egy szélesebb közösséggel kell kapcsolatba lépnie, hogy különböző nézeteket és kritikákat hallhasson. Fogadja el ezt a visszajelzést, és gondolja át önmaga és ötletei fejlesztése érdekében.

Szerintem ez egy kemény tanulási görbe, amelyen mindenkinek át kell mennie. De elismerni, hogy nem vagy mindenre képes a kezdetektől fogva, és tanulni tapasztaltabb emberektől, nagyon fontos. Egy kis cég nem tud mindent egyedül megtenni. Sok segítségre van szüksége az egyetemtől, a kormánytól, az ellátási lánctól és az ügyfelektől és partnerektől, még a családjától és barátaitól is. Tehát hallgass többet, és gondolkodj el személyesen. Ezt ajánlanám.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/porotech-showcases-the-power-of-materials-science-in-full-colour/