Шта узрокује анЛЕДда се плави?
Модерно осветљење, екрани и електроника су потпуно трансформисани помоћу-диода које емитују светлост (ЛЕД), које обезбеђују енергетску ефикасност, продужени животни век и разноврсност са којима се не могу мерити конвенционалне сијалице са жарном нити или флуоресцентне сијалице. Плаво светло се појавило као једна од најчешћих боја које производе ЛЕД диоде и покреће све, од ЛЕД фарова до екрана паметних телефона, па чак и медицинске опреме. Међутим, шта конкретно покреће плаво светло које ЛЕД емитује? Материјали који се користе у њиховој производњи, намерне техничке одлуке и основна физика рада ЛЕД диода су кључ решења. Да бисмо разумели овај феномен, прво морамо да сецирамо процес-генерисања светлости код ЛЕД диода, а затим да погледамо одређене елементе који узрокују да њихов излаз нагиње ка плавом делу електромагнетног спектра.
У основи, ЛЕД диоде су полупроводнички уређаји који користе процес познат као електролуминисценција за стварање светлости. ЛЕД диоде производе светлост када се електрони и „рупе“ (носачи позитивног наелектрисања) рекомбинују унутар полупроводничког материјала, за разлику од сијалица са жарном нити, које производе светлост загревањем филамента-расипајући процес који губи већину енергије у виду топлоте. Овако функционише: Електрони из негативно наелектрисаног полупроводника типа н- прелазе спој у позитивно наелектрисани полупроводник типа п- када се електрична струја доведе у ЛЕД. Ови електрони ослобађају енергију у облику фотона, или честица светлости, док ударају и попуњавају рупе у материјалу типа п-. Енергија појаса полупроводника одређује нијансу ове светлости; што је шири појас (диференцијал енергије између валентног појаса полупроводника, који садржи рупе, и појаса проводљивости, који садржи електроне), краћа је таласна дужина светлости која се ослобађа. ЛЕД диодама које стварају плаво светло потребни су полупроводници са релативно широким појасом јер плава светлост има кратку таласну дужину (450–495 нанометара). Примарни и најважнији фактор који утиче на емисију плаве светлости је овај материјални атрибут.
Стварање полупроводника на бази галијум нитрида (ГаН) и сродних легура, укључујући индијум галијум нитрид (ИнГаН), био је велики напредак у технологији плаве ЛЕД диоде, што је признато Нобеловом наградом за физику 2014. Пошто типични полупроводнички материјали (као што је галијум арсенид, који се користи за црвене и зелене ЛЕД диоде) имају премали појас за производњу плаве светлости кратке{2}}таласне дужине, научници су имали потешкоћа да развију ефикасноплаве ЛЕД диодепре 1990-их. С друге стране, ГаН има широки појас од отприлике 3,4 електрон-волта (еВ), што је управо енергија потребна за емитовање ултраљубичастог (УВ) светлости. Инжењери могу да смање јаз у опсегу уградње малих количина индијума у ГаН да би створили ИнГаН. Ово помера излазно светло са ултраљубичастог на плаво тако што смањује енергију појаса. На пример, светлост таласне дужине од око 450 нм емитује ИнГаН полупроводник са размаком од око 2,7 еВ, што га чини идеалним за сјајно плаво осветљење. Пошто се ИнГаН може легирати да би се подесио размак у појасу, постао је стандардни материјал за плаве ЛЕД диоде. Плаве ЛЕД диоде (и беле ЛЕД диоде које зависе од њих) не би биле могуће без ГаН{10}}базираних полупроводника.
Структура квантног бунара ЛЕД-а је још једна кључна компонента која дозвољава производњу плаве светлости. Танак слој полупроводника (обично ИнГаН) постављен између два дебља слоја другог полупроводника (обично самог ГаН) назива се квантна бушотина. Електрони и рупе унутар ИнГаН слоја су ограничени, или „заробљени“, на начин који мења нивое њихове енергије јер је слој тако танак-обично дебео само неколико нанометара. Ефикасност ЛЕД-а се повећава овим ограничењем, што повећава вероватноћу да ће се електрони и рупе рекомбиновати и произвести фотоне. Дебљина и састав квантног бунара су пажљиво регулисани за плаве ЛЕД диоде; ужи бунар или већа концентрација индијума могу фино-подесити таласну дужину емисије на потребан плави опсег. На пример, светлост може да се помери на 470 нм из ИнГаН квантне бушотине дебљине 3-нанометра- са 20% садржаја индијума и 460 нм из бунара од 5-нанометара са 15% индија. Плаве ЛЕД диоде су довољно светле за практичне примене, као што су ЛЕД рефлектори велике снаге и индикаторска светла на електроници, захваљујући способности квантних бунара да смање нерадијативну рекомбинацију, што је губитак енергије у виду топлоте, а не светлости.
Плаво светло такође може бити неочекивани резултат ЛЕД диода, пре свега белих ЛЕД диода, иако су многе ЛЕД диоде направљене посебно да би је створиле. Већина белих ЛЕД диода користи технику „конверзије фосфора“, у којој је плави ЛЕД чип обложен жутим фосфорним материјалом (обично церијумом-итријум-алуминијумским гранатом допираним или ИАГ:Це), пошто бела светлост не може бити директно произведена од стране једног полупроводника (пошто захтева мешавину видљивог спектра таласа). Део плаве светлости из ЛЕД-а се апсорбује и поново емитује као жуто светло када удари у фосфор. Људском виду преостала плава светлост изгледа као бела јер се стапа са жутом светлошћу. Међутим, не трансформише се сво плаво светло ако је фосфорни премаз неуједначен, претерано танак или ниског квалитета. Ово може да произведе „хладно бело“ или „плаво-затамњено“ сјај, што је типично за јефтинеЛЕД сијалицеили старе уређаје са фосфором који се временом покварио. Пошто плаво светло утиче на стварање мелатонина, прекомерно плаво светло из белих ЛЕД диода може повремено изазвати напрезање очију или ометати циркадијалне ритмове. Ово наглашава значај одговарајућег дизајна фосфора. Ово неочекивано плаво светло је узроковано лошом интеграцијом фосфора, а не дефектом у основној функционалности ЛЕД-а.
Иако они уопште не „узрокују“ да ЛЕД ЛЕД ствара плаво светло, услови околине такође могу утицати на то колико је интензиван или како ЛЕД диода изгледа да емитује плаво светло. Размак у опсегу полупроводника може се значајно проширити када се ЛЕД диоде загреју (чест проблем у апликацијама велике{1}}нане), померајући таласну дужину емисије ка црвеном крају спектра. Ово је један пример како температура утиче на перформансе ЛЕД-а. Ово би могло резултирати малом променом таласне дужине заплаве ЛЕД диодеод 450 нм до 455 нм, што је једва приметно голим оком, али се може квантификовати инструментима. С друге стране, неке ЛЕД диоде високих{3}}перформанси (као што су оне које се налазе у пројекторима) имају системе за хлађење јер њихово коришћење на нижим температурама може побољшати њихову ефикасност и излаз плаве светлости. Густина струје је још један разлог за разматрање. Док се осветљеност плаве ЛЕД диоде може повећати повећањем њене електричне струје, прекомерна струја може довести до "опадања ефикасности" или смањења излазне светлости по јединици струје. Прекомерна струја у екстремним ситуацијама може оштетити структуру квантног бунара, што резултира или потпуним отказом или трајном променом боје која укључује појачану емисију плаве светлости. Иако ови спољни услови могу да промене перформансе ЛЕД-а током времена, они не мењају унутрашњи капацитет ЛЕД-а да ствара плаво светло.
У закључку, три главна узрока емисије плаве светлости из ЛЕД диода су енергија појасног појаса полупроводничког материјала, примена легура на бази ГаН-(као што је ИнГаН) које дозвољавају светлост кратке{1}}таласне дужине и структура квантног бунара која побољшава ефикасност и прилагођава таласну дужину емисије. Док нежељено плаво светло (као у одређеним белим ЛЕД диодама) настаје због проблема повезаних са фосфором-, намерно дизајниране плаве ЛЕД диоде користе сличне принципе да обезбеде бриљантно, ефикасно плаво светло за одређене примене. Иако могу утицати на перформансе, услови околине као што су температура и струја не мењају основни механизам емисије плаве светлости. Познавање ових разлога не само да појашњава постојањеплаве ЛЕД диодеали такође скреће пажњу на инжењерска достигнућа која су им омогућила, напредак који још увек покреће осветљење, дисплеје и обновљиву енергију напред. Истраживачи траже нове материјале (као што је алуминијум галијум нитрид за дубљу плаву или УВ светлост) и дизајне за повећање ефикасностиплаве ЛЕД диодекако ЛЕД технологија напредује. Ово би могло да доведе до нових примена у медицинској терапији, пречишћавању воде и екранима следеће{1}}генерације.
ФАКс
К1. Како могу добити ове узорке?
О1: Здраво, лако за ово. дајте ми своју адресу и реците ми која вам је ставка потребна, договорићемо да вам пошаљемо ДХЛ или ФедЕк.
П2: Шта је са вашим квалитетом?
А2: Све сировине са врхунским квалитетом како би се осигурала висока светлост и довољна осветљеност.
П3: Шта је са временом испоруке?
А3: Узорак треба 3-5 дана, време масовне производње треба 25-40 дана након пријема депозита
Схензхен Бенвеи Лигхтинг Тецхнологи Цо., Лтд
Телефон: +86 0755 27186329
Мобилни (+86)18673599565
Вхатсапп : 19113306783
Емаил:bwzm15@benweilighting.com
Скипе:бенвеилигхт88
Веб: ввв.бенвеилигхт.цом
