Как улучшить белые светодиоды?
Один из подходов к проблеме демонстрируют американские материаловеды, трудящиеся с нанокристаллами на базе оксида алюминия и оксида европия, каковые сулят спектральные характеристики светодиодов, максимально приближенные к солнечному свету.
Несколько исследователей из Университета Джорджии, Оукриджской национальной лаборатории и Аргонской национальной лаборатории Министерства энергетики США изучает свойства особенных нанокристаллов, каковые смогут послужить базой для белых светодиодов (LED) нового поколения.
на данный момент различают два главных типа белых светодиодов — многокристальные и люминофорные.
Первые в большинстве случаев являются трёхкомпонентные (RGB) изделия, имеющие полупроводниковые излучатели красного, зелёного и светло синий свечения, объединённые в одном корпусе: белый свет получается путём смешивания излучений вторых цветов.
Люминофорные устройства содержат слой особого люминофора, преобразующего в следствии фотолюминесценции часть излучения ультрафиолетового либо светло синий светодиода в свет довольно широкой спектральной полосы с максимумом в области жёлтого. люминофора и Излучения светодиода, смешиваясь, дают искомый белый свет различных оттенков.
Но взять спектральные характеристики, родные к солнечному свету, при помощи одного люминофора достаточно сложно.
Рис. 1. Иллюстрация Оукриджской национальной лаборатории Минэнерго США.
Исходя из этого учёные экспериментируют с новой группой нанокристаллов, каковые смогут стать «совершенной базой для белых светодиодов». При их выращивании употребляются оксиды алюминия и европия.
«В этих кристаллах страно то, что они снабжают свечение различного цвета: оранжевого, пурпурного, зелёного либо жёлтого, — поясняет материаловед Джон Будаи (John Budai) из Оукриджской национальной лаборатории. — Вопрос в том, из-за чего нанокристаллы дают различные цвета? Узнается, что всё дело в ядерной структуре».
Совершённое при помощи способа дифракции рентгеновских лучей изучение продемонстрировало, что
две из трёх изучаемых кристаллических структур в группе люминофоров до сих пор ни при каких обстоятельствах не виделись.
Стало известно, что
жёлтый и светло синий люминофоры не растут до больших кристаллов; они имеют нанокристаллическую структуру, а потому и иные фотолюминисцентные свойства.
Изучаемые люминофоры владеют различным ядерным строением. Что зависит от многих факторов, воздействующих на рост кристаллов: температуры, типа газа, соотношения компонентов и пр. Но до тех пор пока исследователи не готовы дать полное объяснение тому, от чего как раз зависит приобретаемый цвет свечения.
В это же время главные применения их разработки разумеется — это LED-лампы нового поколения и волоконно-оптические разработки.
Отчёт об изучении представлен в издании Advanced Functional Materials.