Команда ученых улучшила состав керамических материалов для преобразования цвета, использующихся в сверхъярких белых светодиодах. Новая технология позволит создавать энергоэффективные и сверхъяркие светодиодные системы. Результаты опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.
Белые светодиоды считаются перспективными источниками освещения по многим причинам. Они отличаются своей энергоэффективностью, компактностью, имеют длительный срок службы и наносят минимальный вред окружающей среде. Однако «идеальные» светодиодные устройства должны сочетать в себе множество качеств – иметь сверхъяркое свечение, регулируемую цветовую температуру, высокую цветопередачу, хорошие тепловые свойства. В качестве преобразователей цвета (люминофоров) для подобных «идеальных» светодиодов ученые предложили новый керамический материал. Он сделан на основе оксида алюминия (Al2O3) и иттрий-алюминиевого граната (YAG), содержащего небольшое количество ионов церия (Ce3+). Светопередача и цветовая температура светодиодов зависят от концентрации излучающих свет ионов церия (Ce3+). Однако было неизвестно, какое их количество обеспечивает наиболее эффективные характеристики.
При нагреве материала до 150 °C интенсивность свечения люминофоров снизилась меньше, чем на 5%. В материалах, использующихся в большинстве коммерческих белых светодиодов, этот показатель падает как минимум на 20%. Выяснилось, что чем больше в керамике было ионов церия, тем меньше в ней сохранялось эффективных центров люминесценции, которые и дают свет. Оказалось, что максимальную «светимость» белые светодиоды имеют при концентрации церия всего 0,05–0,1 атомного процента.
«Наша разработка позволяет исключить многие ограничения традиционных порошковых преобразователей цвета: это и высокие показатели термического тушения, и недостаточная яркость и контрастность света. Предложенные нами материалы необходимы для создания более совершенных портативных проекторов, эндоскопов и дисплеев, кинопроекторов и лазерных телевизоров с диагональю более 100 дюймов, а также осветительных приборов для авто- и авиастроения», — заключает Денис Косьянов, руководитель проекта по гранту РНФ, директор НОЦ «Передовые керамические материалы» Департамента промышленной безопасности Политехнического института ДВФУ.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
