Резиме
У 2014. години Исаму Акасаки, Хиросхи Амано и Схуји Накамура награђен је Нобеловом наградом у физици за њихово креирање ефикасних плавих боја који емитује плаво светло, које су олакшале развој светлих и енергетски ефикасних белих извора белог светла. Последњих година,Диоде који емитују светло (ЛЕД) све су пробили у сектор за осветљење кућног осветљења и друге масовне тржишта. Овај чланак настоји да пружи преглед физике ЛЕД-ова, главних пробоја који су кулминирали Нобеловом наградом 2014. године и потенцијал за очување енергије које ЛЕД индицира може олакшати.
1. Увод
Диоде који емитују светло (ЛЕД) били су интегрални свакодневни живот неколико деценија, пореклом са индикаторским лампама и инфрацрвеним даљинским управљачима 1960-их. Међутим, Нобелову награду у физици је одобрена у 2014. године посебно за плаве ЛЕД-ове, која је на крају омогућила производњу беле светлости. Овај чланак има за циљ да испитају основну физику довелу договореност да покаже свој потенцијал као врхунске емисије светлости, посебно за осветљење апликација. Такође ће пружити кратку историју изума који су допринели савременим ЛЕД-у и објаснити образложење иза Нобелове награде 2014. године у физици награђен Акасакијем, Амано и Накамури. Коначно, испитујем да ли савремени води истински резултирају очувању енергије и прагматично, ако је економски разумно за поједине потрошаче да их купеЛЕД сијалицеЗа кућну осветљење.
2 Како функционише полуводичка ЛЕД-ова ЛЕД-а?
Овај одељак ће пружити кратак преглед историје електролуминисценције, концентришући се на електролуминисценцинц неорганских полуводича, а затим опис физике у основи савремених ЛЕД-ова. Електролуминисценција је феномен где се светлост емитује када електрична струја прође кроз супстанцу. Може се придржавати да су сијалице са жарном мјери ("Едисон" сијалица) електролуминесцентни; Међутим, у овом сценарију, тренутни проток загрева материјал, а емисија о емисији светлости искључиво од повишене температуре филамента. Стога је тачније упутити електролуминисценцију када тренутни проток директно олакшава механизам емисије светлости. Почетна документација електролуминисценције догодила се 1907. године ХЈ, запослен у компанији Марцони. Присуствовао је силиконским карбидним узорком (а затим се назива Царборндум) и посматрано светло различите боје према стављању електроде и примењеном напону. У то време није разумео феномен. Две деценије касније, Олег Лосев, млади руски техничар у Радио лабораторији Низхни Новгород, постигао је значајна унапређења у експерименталном запажању и разумевању диода које емитују силицијум. Конкретно, поднео је патент 1929. године који обухватају накнадну тврдњу: "Предложени проналазак запошљава утврђени феномен луминисцентног детектора карборундума и подразумева употребу таквог детектора у оптичком релеју да олакшава брзу контактну тачку контакта, назначено тиме што луминессова контактна тачка, назначена тиме што луминессова конкретна тачка, назначена тиме што је луминессова контактна тачка, назначена тиме што луминессова конкретна тачка." То је истински изванредно: А 26--старац радник са ограниченим формалним образовањем у физици патентирао је високу брзину преноса података користећи електричну модулацију извора полуводичког светла у 1929. године. Иновативне публикације и патенти губитака, међутим, у великој мјери у великој мјери у великој мјери у великој мјери у великој мјери у великој мјери у великој мјери у великој мјери. У 1940-има, појачано разумевање и контрола полуводича резултирало је стварањем првог П-Н раскрснице, а затим проналазак првог транзистора. Почетни ЛЕД-ови који користе добро развијене П-И-Н -Н могле су да се насуде и побољшају.
Семикондуктор је супстанца чија се проводљивост може изменити увођењем нечистоћа познатих као допантс. Неоргански полуводичи су кристални материјали попут силицијума (си), галијум арсенид (гаас), индијум фосфида (ИНП) и галијум нитрид (ГАН), које карактеришу енергетски опсези за електроне. Горњи заузетски енергетски опсег назива се валенцином бендом, који је испуњен електронима у незаконитог полуводича, али наредно виши енергетски опсег, познат као састав за проводљивост, остаје у потпуности празан у неотвореном полуводичу. Енергетска неједнакост између минималног и највиших оперативних опсега називају се највиши отвор полуводича. Процес емисије светла у полуводичу је директно: Када електрон заузима проводник и слободно место у бенду Валенцијског бенда (назван рупу), проводник-бенд Елецтрон може да пређе да заузима упражњено стање у бенду за валенцију (Сл. 1). Електрон и рупа рекомбина, што је резултирало емисијом фотона. Овај поступак се јавља у већини полуводича, а значајне изузетке познате као индиректни полуводичи, као што су силицијум или германијум, где емисија фотона није директно дозвољена, што резултира значајне неефикасности. Да би се израдио полуводичку ЛЕД, од суштинског је значаја за истовремено постављање електрона у кондукцијском појасу и рупама у бенду Валенце у материјалу. Овде допинг претпоставља значај. Интринзична полуводича функционише као изолатор, јер електрони у бенду Валенције остају непокретни због непостојања доступних држава за електронско покретање; Ипак, полуводичи се могу допити на два различита манира. Када су нечистоће уграђене у кристал са додатним електроном по атом, ови вишак електрона прелазе на проводник. На пример, замјена неких Атома ГА-а са СИ атомима у кристалној гаасу резултира допингом Н типа, коју карактерише присуство електрона у кондукцијском опсегу. Супротно томе, нечистоће се могу увести било да се уведе електрона, што резултира допингом од П-а, који карактерише постојање рупа у валенци. Кључни аспект је да допанти представљају мањинске атоме унутар кристалне структуре: један атом допинга међу милион стандардних атома може значајно побољшати електричну проводљивост. Савладавање нивоа Допинг је неопходно за прилагођавање електричних карактеристика полуводича. Ова експертиза, која је започела 1940-их и 1950-их, показала је револуције у микроелектронику и оптоелектронику. Темељна конфигурација за емисију светлости са полуводича укључује интеграцију Н-типа (са електронима у опсегу провођења) и П-тип (са рупама или одсуством електрона, у валенцином бенду) материјали. Када је подвргнут електричној пристраности, електронима и рупама, који прелазе у супротним упутствима - где рупа за кретање на леду у бенду дописује се да електрони који се крећу према додјелу према допиру на пн раскрсницу, што резултира рекомбинацијом која емитује фотоне (слика 2). Након разумевања од стране истраживачке заједнице, потребна је акција евидентна: способност синтетиса висококвалитетних кристала са прецизно контролисаним П-типом и н-типом допингом. Инаугурални Гаас инфрацрвени ЛЕД изложен је 1962. године, након тога је наследи почетне видљиве ЛЕД особе које су развили други тимови. Н. Холониак, истраживач уопште електричности, заговарао је легура ГАОП, омогућавајући му да покаже да је приказао инаугурални видљиви полуводички диодични ласер диоде. Од суштинског је значаја да признаје Н. Холоника, који је, између осталог, значајно напредовао разумевањем и контролом ематерара за лампицу полуводича. 1963. године, Ницк Холоника је предвидио у пробављењу читаоца да ће ЛЕД полуводича на крају заменити све сијалице за опште осветљене апликације, упркос почетним полуводичким ЛЕД-овима који емитују веома пригушену лагану и излажују ефикасност самог фракције од процената. Које су критеријуме користили да би генерисао ово предвиђање? Холониканик је препознао да сијалице са жаруље подједнако функционише слично на ематере са црним тијелом, производећи спектралну кривуље повезану са температуром нити; Како се температура повећава, спектар емисије мења се према краћим таласним дужинама. Најефикасније сијалице са жаруље углавном емитују инфрацрвену светлост, што је неефикасно за осветљење и уместо тога функционише као извор топлоте. Конверзија електричне енергије до видљиве оптичке моћи је инхерентно ограничена на око 5%. У полуводичкој ЛЕД-у, физика се значајно разликује: скоро 100% електричне енергије може се трансформисати у оптичку моћ, са добро регулисаном таласном дужином (посебно, опсег опсега опсега и последично таласну дужину емитованих фотона). Може се предвидјети уређај који је опремљен ЛЕД-овима који емитују преко неколико видљивих таласних дужина, а сваки показује високу (пожељно јединство) ефикасност конверзије, стога омогућава емисију видљиве беле светлости (или било које одабране комбинације видљивих боја) без топлотних губитака (слика 3). Ово би у теорији требало да функционише; Једини изазов је у постизању технолошке зрелости потребне за производњу изузетно ефикасних ЛЕД-ова на одређеним таласним дужинама. Овај настојари окупирао је истраживачи полуводича за наредне деценије и на крају је резултирало2014 Нобелова награда.
Схензхен Бенвеи ТЕХНОЛОГИЈА ЦО., Лтд је основана 2010. године. То је национални високотехнолошки интегрисајући дизајн, истраживање и развој предузећа, производње и продаја производа у унутрашњости и на отвореном, а такође може да уради ОЕМ, ОДМ више детаља о нашим понудама, контактирајте насbwzm18@ledbenweilighting.com
