Loading

Кремний сделает светодиоды дешевле

Создано 19.06.2013 14:56
Автор: Алексей Норкин

Чанг Чинг-Ту совместно с докторантом Чжи Ху учредил компанию LumiSands

Светодиодные лампы не сегодняшний день самый эффективный источник света. Однако «и на Солнце есть пятна», эффективные светодиоды обладают недостатками. Главный из них – высокая цена, обусловленная использованием в производстве светодиодных излучателей редкоземельных элементов.

Исследователи из Вашингтонского университета (University of Washington) разработали на основе кремния дешевый наноматериал, способный заменить дорогие и вредные для окружающей среды вещества.

Устаревшая лампочка накаливания неэффективно расходует энергию, но излучает свет, который не вредит человеческому глазу, так как в наибольшей степени соответствует спектру дневного солнечного света. Люминесцентные лампы расходуют энергию экономнее, но содержат вредную для людей и природы ртуть.

Самые эффективные доступные излучатели света сегодня – полупроводники. Но они излучают жесткий синий свет, который приходится преобразовывать, используя дорогие люминофоры, состоящие из редкоземельных элементов. Эти вещества дороги, их запасы на планете ограничены, а добыча и производство связано с загрязнением окружающей среды.

Исследователи из Вашингтонского университета во главе с доктором Чанг Чинг-Ту (Chang-Ching Tu) разработали способ вывода из производства светодиодов дорогостоящих и вредных компонентов. Оказывается, редкоземельные элементы способен заменить обычный кремний, которого навалом на любом песочном пляже.

В лаборатории LumiSands

С помощью кремния, как и с помощью редкоземельных элементов, синий свет светодиодов можно преобразовать в зеленый, желтый и красный, чтобы затем сформировать из всех цветов спектр, напоминающий дневной свет.

Процесс преобразования основан на том, что под действием синего света люминофор излучает свет другой длины волны, например красный или зеленый. В обычном состоянии кремний не обладает свойствами люминофора и ничего не излучает. Однако его наночастицы размером менее 5 нанометров способны на большее. Если обработать ими поверхность полупроводника, то жесткое синее излучение становится более мягким и изменяет цвет.

«Красота нашей технологии заключается в создании высокоэффективного флуоресцентного материала с помощью кремния взамен редкоземельных элементов и других типов тяжелых металлов», - утверждает доктор Чанг Чинг-Ту. «Производственный процесс может быть отлажен на базовой лабораторной установке и легко расширен».

Для дальнейшей разработки проекта и коммерческого использования технологии Чанг Чинг-Ту совместно с докторантом Чжи Ху (Ji Hoo) учредил компанию LumiSands, получившую гранты от Национального научного фонда (National Science Foundation) и Вашингтонского исследовательского фонда (Washington Research Foundation). В планах ученых разработать коммерческую технологию светодиодов красного света на основе кремния, которую можно было бы расширить на другие цвета и создать светодиоды белого свечения без использования редкоземельных элементов.

Исследователи надеются, что их дешевая технология может быть внедрена с минимальными издержками. «Будем надеяться, что производители могли бы заменить традиционные редкоземельные элементы нашим материалом с минимальными дополнительными усилиями», - выразил свое мнение Чжи Ху. «Это должно быть дешево, и даст потребителям качественное освещение».

По материалам University of Washington

Комментарии: