微型化和多色发光器件阵列为材料科学和应用物理学中的传感、成像和计算提供了一种很有前途的仪器。通过使用传统的发光二极管可以实现一系列的发射颜色，尽管该过程可能受到材料或设备约束的限制。

在ScienceAdvances上发表的一份新报告中，VivianWang和劳伦斯伯克利国家实验室以及加州大学伯克利分校的电气工程和材料科学研究团队开发了多种高度多彩的发光阵列，在一个表面上具有不同的颜色单芯片。该阵列包含脉冲驱动的金属氧化物半导体电容器，可从跨越各种颜色和光谱形状的微分散材料中产生电致发光。

材料科学家和工程师结合压缩重建算法在紧凑环境中执行光谱测量，使用多路复用电致发光阵列与相机一起演示样品的光谱成像。

实验设计

多色发光阵列在该领域具有广泛的应用，尽管使用的颜色范围不足以用于商业用途。在这项研究中，Wang及其同事通过使用交流电驱动的电致发光金属氧化物半导体电容器阵列解决了这个问题，他们在沉积发光材料之前光刻定义了器件电极。发射层的沉积形成了这些设备的最后制造步骤，该团队使用缩微印刷方法在单个芯片上分配不同的颜色发射器，以便在小型化环境中轻松执行主动光谱测量。

具有任意光谱的电致发光器件阵列

研究团队通过金属氧化物半导体电容器设备开发了多路复用光源阵列，他们将发射材料沉积在硅基板上设计的电容器顶部。他们在两个电容器之间施加交流电压，以克服金属-半导体接触处的能带对齐差异，从而在每次电压转换期间产生瞬态电致发光。材料科学家从对可见光到红外范围敏感的材料开发了瞬态电致发光，同时频率和电压都会发生变化。

在实验过程中，他们对电致发光器件的亮度、效率颜色和光谱带宽进行了表征。由于其简单性，该团队成功地在单个基板上构建了大型多色电致发光阵列。该团队通过开发7x7的发光器件阵列实现了这一目标，他们通过微分散在每个像素上沉积了不同的发光层以获得纳米薄膜。该团队通过演示如何使用足够大的发射器库生成任何光谱来强调该设备的核心特性。例如，来自微型电致发光阵列的总光谱促进了来自各个元素的光谱的线性组合。因此，

具有高度多色阵列的光谱测量。(A)示意图描绘了使用可变入射照明和单个光电探测器进行透射率测量背后的概念。(B)EL设备的光谱(表S3)和(C)用于重建(D)中样品透射率的光电探测器读数。(E)示意图描述了时分复用透射率测量背后的概念，该测量使用一系列相移栅极电压波形应用于2×3EL阵列中的每个设备。(F)基于(E)中概念的光谱透射率重建。图片来源：科学进步(2023)。DOI:10.1126/sciadv.adg1607

重建光谱测量和成像

该团队展示了设备平台的可扩展性和多功能性，以及可通过主动光谱测量获得的电致发光光谱的广度。例如，他们通过让宽带光穿过样品来测量未知样品的透射光谱。在另一个例子中，他们使用重建光谱法测量光谱信息，以通过算法恢复光谱信息。仪器独特且固有的脉冲特性使他们能够进行交替光谱测量，并在不切换设备的情况下实现快速光谱测量。

在进行重建光谱测量后，Wang等人。使用该仪器进行光谱成像。在这种情况下，电致发光阵列用作光源，而硅电荷耦合相机捕获样品的图像。他们进一步完成了半透明生物样品的光谱成像，并将微型发光阵列的规模保持在芯片上的纳米级/微米级，因为它们对于一系列自适应传感应用是可行的。

外表

通过这种方式，VivianWang及其同事开发了一种简单且可扩展的仪器，用于容纳具有跨越可见光和红外波长的高度复用发射的发光设备阵列。科学家们使用脉冲驱动的金属氧化物半导体电容器来完全集成多色设备。

该平台是通过随机选择的可变光发射源，用于探测样品的光谱特性并探索光谱反射率和透射成像。科学家们提高了光谱成像的准确性和光谱调谐材料的覆盖范围，如胶体量子点和钙钛矿纳米材料，或通过组合沉积开发的薄发光膜。

除了可见光谱之外，这项工作还可以扩展到更极端的波长。发光阵列中的像素可以单独寻址，使材料科学家能够使用这些仪器并生成具有可定制的频率、空间和时间模式的光，以进行多维光谱测量。

来源：飞机E族，原载地址：http://tech.feijizu.com/tech/20230427/539.html欢迎分享本文！