A nanoszlopok fehér fényt adnak

A fizikusok olcsóbbá akarják tenni az energiatakarékos LED-ek gyártását

A GaN nanoszlopok felső rétege eltérő hullámhosszon sugárzik, mert itt megváltozik az anyag összetétele. A képeket pásztázó elektronmikroszkóppal, katódolumineszcens spektroszkópiával kombinálva készítettük. © PDI
felolvasta

Egy nemzetközi tudóscsoport fejleszti ki a nanopilláris fehér fénykibocsátó diódákat (LED-eket) egy új EU projekt keretében. Ez jelentősen olcsóbbá teheti az energiatakarékos fehér LED-ek előállítását.

A fehér fény a különböző spektrális színek keveréke. A fehér LED-eket általában gallium-nitridből (GaN) készítik, amelyet egy zafír szubsztrát atomrétegén atomrétegként vékony rétegként termesztenek. Az ilyen LED-ek kezdetben kék fényt bocsátanak ki, amelyet lumineszcens festékkel részben sárga fénygé alakítanak. A sárga és a kék fehér fényt eredményez.

A zafír mint szubsztrát azonban a fehér LED-ek előállítását nagyon drágává teszi, ami még mindig akadályozza a világító Winzlinge tömegeloszlását. Ezenkívül a jelenleg rendelkezésre álló LED-ek világítása még nem rendelkezik az optimális fehér hangszíntel.

A nanoszlopok különböznek

Az SMASH (intelligens nanoszerkezetű félvezetők energiatakarékos fénymegoldásokhoz) EU-projekt részeként a fizikusok GaN oszlopokat akarnak létrehozni rétegek helyett. Cserélni akarják a zafír hordozót olcsó szilíciummal, a félvezető technológiában szokásos anyaggal.

A szilíciumot eddig nem lehetett szubsztrátumként használni, mivel a GaN-rétegek nem növekednek rajta jól: a két anyag kristálytulajdonságai túl különböznek, ami torzulásokhoz és hibákhoz vezet a GaN-rétegben, ami csökkenti a fény hatékonyságát. kijelző

Ez más a nanoszlopok esetében. "A szubsztrátumnak a nanopillérek növekedésére gyakorolt ​​hatása sokkal alacsonyabb, a feszültségek néhány atomi réteg után kibontakoztak" - magyarázza Achim Trampert a Paul Drude szilárdtest elektronikai intézetből (PDI), amely együttműködik az EU iparával és más kutatóintézetekkel. A projekt együttműködik.

Kiváló kristály tulajdonságokkal rendelkező GaN oszlopok

A kezdeti kísérletek azt mutatják, hogy a fizikusok szerint a GaN oszlopok kiváló kristálytulajdonságokkal rendelkeznek. Az oszlopok nagy felülettel rendelkeznek, ezért ugyanazon felülettel több fényt bocsátanak ki. Ez növeli a LED-ek hatékonyságát. Fehér fény elérése érdekében a kutatók különféle indiumtartalmú rétegeket akarnak generálni a GaN oszlopokban. Az indiumtartalom meghatározza a hullámhosszt, azaz a fény színét.

Az oszlopok különböző színű fényt bocsátanak ki a különböző rétegekből, összesen fehér fényt adva. A színes fény átalakítása tehát már nem szükséges.

A tudósoknak azonban még mindig sok problémát kell megoldaniuk, például az, hogy az oszlopok jelenleg szabálytalanul növekednek. Ideális esetben mindegyiknek pontosan azonos méretűnek és azonos távolságra kell lennie. Azt is meg kell határozni, hogy mennyi indiumot keverhetünk, milyen körülmények között kell részletesen tisztázni.

Cél: takarítson meg áramot

A PDI kutatók feladata mindenekelőtt annak megvizsgálása, hogy a nanoszemcsék növekedésének folyamata és összetétele hogyan befolyásolja optikai és szerkezeti tulajdonságaikat. Erre a célra nagy felbontású spektroszkópos és mikroszkopikus mérési módszereket alkalmaznak.

A világítás ma a teljes energia 20% -át fogyasztja Németországban. Mivel a LED-ek messze a leghatékonyabb fényforrás, sok energiát takaríthatnak meg. Addig azonban eltart egy ideig: "Csak akkor, ha a fehér LED-ek olyan jók, hogy sorozatgyártásban állnak rendelkezésre, nagymértékben cserélik más izzókat senmit, a Trampert biztos.

(idw - Forschungsverbund Berlin, 2010.01.26. - DLO)