Porotech prezintă puterea științei materialelor în culori pline

Deci, cum a început Porotech?

Totul a pornit de la un proiect de cercetare în Centrul Cambridge pentru nitrură de galiu. Lucram la surse cu un singur foton pentru comunicarea cuantică, încercând să fac microcavități pentru a îmbunătăți cuplarea dintre emițător și cavitate. Probabil cea mai ușoară componentă a microcavității este a oglindă Bragg, dar pentru a-l face reflectorizant trebuie să obțineți un contrast al indicelui de refracție între diferite straturi.

Am putea obține reflectivitate cu nitrură de galiu, dar defectele – pe care nu le puteți ocoli – au împiedicat performanța dispozitivului. Așa că am exploatat unele dintre dislocațiile intrinseci, care sunt un defect structural comun. Folosind chimia umedă, am format o matrice de compozit poros între nitrură de galiu și aer. Aceasta amestecă indicele de refracție al nitrurii de galiu și al aerului, producând un parametru mult mai larg pentru reglarea proprietăților optice.

După ce am făcut câteva cursuri de afaceri, am dezvoltat un plan de afaceri și l-am criticat, am fost suficient de încrezători pentru a pleca din universitate și a ne comercializa ideea.

Am realizat cele mai performante surse cu un singur foton din spectrul albastru, dar evident că această reflectivitate este benefică și pentru toate tipurile de optoelectronice. Pentru a face o diodă emițătoare de lumină (LED), aveți nevoie de oglinda inferioară pentru a reflecta lumina și apoi să puteți extrage fotonul. L-am testat – și a funcționat minunat. După ce am făcut niște cursuri de afaceri, am dezvoltat un plan de afaceri și l-am criticat, am fost suficient de încrezători pentru a pleca din universitate și a ne comercializa ideea.

Ai câștigat un Premiul pentru start-up de la Institutul de Fizică în 2022 pentru realizarea unui LED roșu cu nitrură de indiu galiu. Care a fost cea mai mare provocare pentru acea inovație – și cum ați depășit-o?

Roșu nu este atât de greu de obținut cu alte materiale, cum ar fi fosfura de galiu sau arseniura de galiu. Pe hârtie, ar trebui să fie realizabil și cu nitrură de galiu, în ceea ce privește intervalele de bandă definite de material. Dar defectele sunt o problemă – pe măsură ce treceți de la albastru la verde și apoi chiar și la lungimi de undă mai mari, trebuie să puneți mai mult indiu în zona de emițăre a luminii, ceea ce face puțurile cuantice mai groase.

Și problema cu nitrura de galiu în comparație cu mulți alți semiconductori compuși este că nepotrivirea parametrilor rețelei este mare între diferitele aliaje. Așadar, aveți multă tensiune și, dacă aceasta nu este eliberată corespunzător, veți suferi o mulțime de defecte care vor împiedica performanța LED-ului. Dacă adăugați mai mulți atomi de indiu, există și riscul separării fazelor, unde aceștia vor rămâne doar ca trombocite metalice, mai degrabă decât să formeze materiale cristaline.

Apoi construim pe deasupra acestei frumoase arhitecturi poroase, astfel încât să putem manipula proprietățile optice și mecanice ale materialului. De fapt, putem schimba proprietatea mecanică și mări parametrul rețelei într-un mod simplu, astfel încât să se potrivească mai mult cu zona de emițăre a luminii - regiunea cu conținut ridicat de indiu pe care încercăm să o construim deasupra. Cu cât putem obține o potrivire mai apropiată, cu atât vom întâmpina mai puține probleme în zona emițătoare de lumină.

Care sunt implicațiile de a avea un LED roșu cu nitrură de indiu galiu alături de cele verzi și albastre?

Albastrul și verdele sunt deja de mare succes și au fost stabilite folosind nitrură de galiu, dar industria în prezent a trebuit să folosească alte surse, cum ar fi arseniura de galiu pentru roșu. Este foarte costisitor, atât în ​​ceea ce privește cheltuielile de capital, cât și producția. În plus, amestecarea diferitelor materiale reduce substanțial randamentul și, ulterior, rata de adoptare. Obținerea tuturor culorilor dintr-un singur material înseamnă că putem folosi lanțul de aprovizionare existent, producând albastru și verde și să le folosim pentru a genera și roșu - fără nicio cheltuială suplimentară de capital sau complicații cu fluxul de procesare.

De asemenea, ați realizat emițători cu lungime de undă reglabilă, ceea ce numiți DynamicPixelTuning®. Cum funcționează și cum modifică imaginea pe care tocmai ai descris-o?

A fost un accident într-un fel. Prin extinderea capacității de lungime de undă a nitrurii de galiu la roșu, am aflat că putem, de fapt, să schimbăm culoarea pe cealaltă parte a spectrului. În mod fundamental, cu nitrură de galiu există o tulpină internă, care afectează într-adevăr modul în care godeurile cuantice și intervalul de bandă reacționează atunci când se aplică o polarizare externă. Toată lumea vrea să obțină o singură culoare stabilă, dar atunci când injectați un curent, acea polaritate externă va afecta câmpul intern, variind benzile de undă.

Putem reduce deformarea, ceea ce ar îmbunătăți stabilitatea, dar nu putem elimina 100% din câmpul intern doar prin manipularea materialului. Ne-am întrebat dacă am putea valorifica starea tulpinii și lărgi acel câmp intern, așa că atunci când aplicăm o tendință externă, schimbarea este suficient de mare încât să putem avea toate culorile. De fapt, acum putem realiza o schimbare mare a lungimii de undă într-un mod controlabil. Este o relație foarte liniară, așa că puteți avea orice culoare în funcție de densitatea curentului.

Deci avem două moduri de a aborda piața și de a lucra cu capabilitățile existente, în funcție de complexitatea sistemului unui client și de cerințele de afișare ale acestora.

Ce urmează pentru Porotech? Cauți să te extinzi?

Pentru noi este foarte important să atragem clienți, pe de o parte, dar și să ne răspândim riscul. Nu vrem să pariăm doar pe un singur segment de piață, așa că ne uităm la trei domenii majore: TV mare și semnalizare; purtabile inteligente; și AR/VR. Cu prima zonă, vorbim despre noile televizoare high-end cu ecrane de 100 de inchi, pe care nicio altă tehnologie existentă nu le poate implementa atât de rentabil.

Tehnologia noastră poate permite funcționalitatea simțului și a atingerii, ceea ce va ajuta dispozitivele portabile inteligente să devină articole mai personalizate în viitor

În ceea ce privește purtabilele inteligente, vorbim de ceasuri inteligente, ochelari de protecție și ochelari. Micro LED-ul este în principiu o tehnologie de afișare, dar se bazează pe ecosistemul semiconductorului și pe integrarea cu tranzistori de siliciu, așa că promite integrabilitate și alte funcționalități. Poate oferi informații de afișare, dar poate activa și funcționalitatea simțului și atingerii, ceea ce va ajuta purtabilele inteligente să devină articole mai personalizate în viitor.

Pentru AR/VR încercăm să contribuim și pe lângă micro LED-ul, fotonul, puterea de lumină și optoelectronica. De asemenea, ne concentrăm asupra integrării viitoare cu turnătorii de siliciu și tranzistoarele de siliciu. Evident, acest lucru este mult mai greu din cauza greutății limitate și a volumului mic care este necesar pentru ca AR/VR să fie implementat pe ochelari simpli.

Așadar, suntem mai pregătiți comercial pentru televizoarele mari și ceasurile inteligente, dar pentru AR este mai mult despre integrarea la nivel de sistem și inginerie.

Ai început ca un universitar, așa că trebuie să fi fost o curbă de învățare pentru tine să înveți cum să vorbești despre lanțuri de aprovizionare, cheltuieli de capital și integrarea produsului cu diferite dispozitive

De fapt, încă învăț și am fost destul de fericit să accept această provocare. Aș fi putut să urmăresc excelența academică, dar din moment ce facem știință aplicată și materiale, trebuie să ne concentrăm într-adevăr pe cum să implementăm asta pentru a beneficia industriei și oamenilor. Așa că inițial m-am simțit destul de pompat, că am ales această cale către o nouă dezvoltare personală.

Industrie sau mediul academic? Cum să-ți alegi calea

Îți dai seama foarte devreme că ești mai puțin capabil, mai puțin informat și nu ai nicio experiență. Trebuie să înveți de la alți oameni. A fost foarte bine că ecosistemul Cambridge oferă tot acel mentorat pe lângă sprijinul universității. De aceea, am petrecut câțiva ani sărind în interiorul și în afara universității, folosind unele dintre resurse, făcând cercetări de piață și pregătindu-ne.

Învățarea este un proces veșnic pe măsură ce continuăm să creștem, dar este o investiție foarte utilă.

Aveți vreun sfat pentru persoanele care doresc să își transforme tehnologia într-un produs comercial?

Sfatul meu ar fi să asculți mai mult și să vorbiți mai puțin. Tehnologia este bună, fizica este minunată, dar asta reprezintă doar o treime sau un sfert din problemă. Veți avea nevoie de oameni, resurse și o strategie despre cum să transferați tehnologia într-un produs real și să obțineți planul de afaceri care să îl susțină. Va trebui să interacționați cu o comunitate mai largă pentru a auzi opinii și critici diferite. Luați acest feedback și reflectați la el pentru a vă îmbunătăți pe voi și ideile dvs.

Cred că aceasta este o curbă grea de învățare prin care trebuie să treacă toată lumea. Dar să recunoști că nu ești capabil de totul de la început și să înveți de la oameni mai experimentați este foarte important. O companie mică nu poate face totul de la sine. Ai nevoie de mult ajutor de la universitate, guvern, lanțul de aprovizionare și clienți și parteneri, chiar și din partea familiei și prietenilor tăi. Așa că ascultați mai mult și reflectați la nivel personal. Asta as recomanda.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/porotech-showcases-the-power-of-materials-science-in-full-colour/