Mélykék LED-ek
Tudósok új mélykék LED-eket fejlesztettek ki, amelyek várhatóan jelentősen javítják az általános világítási megoldásokat.
Az amerikai Rutgers egyetem által vezetett tudóscsoport kifejlesztett egy környezetbarát, nagyon stabil, ultra-fényes anyagot, aminek a felhasználásával mélykék fényt (450 nm-es emisszió) generált egy fénykibocsátó diódában (LED).
„A mélykék LED-ek a mai energiahatékony világítási technológiák alapját képezik” – mondta Jing Li, a Művészeti és Tudományos Kar Kémiai és Biokémiai Tanszékének professzora, a kutatás vezetője.
„A meglévő lehetőségek azonban gyakran problémákat okoznak a stabilitás, a méretezhetőség, a költségek, a hatékonyság vagy a környezetvédelmi szempontok tekintetében, mivel mérgező összetevőket tartalmaznak. Ez az új réz-jodid hibrid megoldás előnyös alternatívát kínál, kihasználva nem mérgező, ellenálló és nagy teljesítményű tulajdonságait.”
A LED-ek olyan világítóeszközök, amelyek speciális, félvezetők anyagokat használnak, hogy hatékony és tartós módon alakítsák át az elektromosságot fénnyé. A kék LED-eket az 1990-es évek elején fejlesztették ki, és feltalálóik ezzel 2014-ben elnyerték a fizikai Nobel-díjat.
A kék LED-ek különösen fontosak a fehér fény létrehozása szempontjából, és elengedhetetlenek az általános világítási alkalmazások esetében. Li és rutgersi kollégái együttműködtek a Brookhaven Nemzeti Laboratórium tudósaival, valamint négy másik kutatócsoporttal, amelyek nemzeti és nemzetközi intézményeket képviselnek, hogy olyan új anyagokon dolgozzanak, amelyek javítják a meglévő kék LED-eket. A projektben résztvevő kutatók megtalálták a módját annak, hogy a kék LED-eket hatékonyabbá és fenntarthatóbbá tegyék egy új típusú hibrid anyag, a réz-jodid és szerves molekulák kombinációjának felhasználásával.
„Olyan új típusú anyagokat akartunk létrehozni, amelyek nagyon erős, mélykék fényt adnak, és ezeket felhasználva kisebb költségekkel gyárthatók LED-ek, mint a jelenlegi kék LED-ek” – mondta Li.
A tudósok szerint az új hibrid réz-jodid félvezető számos előnnyel rendelkezik a LED-ekben használt más anyagokkal szemben. Az ólom-halogenid perovskitok ugyan költséghatékonyak, de ólmot tartalmaznak, amely mérgező az emberre, és stabilitási problémákkal is küzdenek, mivel érzékenyek a nedvességre és az oxigénre. A szerves LED-ek (OLED-ek) rugalmasak és potenciálisan hatékonyak, de strukturális és spektrális stabilitásuk hiányos lehet, ami azt jelenti, hogy idővel gyorsan lebomlanak és elveszítik színminőségüket.
A kolloid kvantumpontok főként zöld és kisebb energiájú LED-ekben teljesítenek jól, és gyakran kadmium alapúak, ami toxikus, így aggályokat vethet fel. A foszforeszkáló szerves emissziós anyagok előállítása költséges és bonyolult lehet.
„Az új anyag környezetbarát és stabil alternatívát kínál a jelenleg létező anyagokhoz képest, megoldva ezeket a problémákat, és potenciálisan előreviheti a LED-technológiát” – mondta Li.
A hibrid réz-jodid anyag kedvező tulajdonságokkal rendelkezik, az ebből az anyagból készült kék LED-ek maximális külső kvantumhatékonysága (a kibocsátott fotonok száma és a besugárzott elektronok száma közötti arány) 12,6% volt, ami az egyik legmagasabb érték a korábbi eljárással előállított mélykék LED-ek között.
Forrás: LEDprofessional Review 111
