Для светодиодов разработали новые керамические люминофоры
Международная группа учёных, в которую входили и российские исследователи, разработала оптимальную структуру и параметры композитных керамических люминофоров – преобразователей света. Данные твердотельные компоненты можно будет использовать в различных технологиях, в том числе авиакосмических. Данное исследование было описано в журнале Materials Characterization.
Керамические светопреобразователи нового типа могут стать основой и для миниатюрных энергоэффективных светодиодов белого свечения, и для больших сверхъярких систем. Его можно будет использовать для самых разных оптических приборов: лазерных телевизоров, эндоскопов, проекторов, осветительных приборов для автомобилей и самолётов, в климатических камерах для растений.
Белые светодиоды в настоящее время являются наиболее востребованными типами осветительных устройств. В этих светодиодах используются люминофоры, основанные на органических компонентах. Срок службы у таких преобразователей относительно небольшой. Со временем традиционные белые светодиоды тускнеют, сильно снижается яркость и качество цветопередачи. Чтобы найти решение данной проблемы, учёные изготовили полностью неорганические люминофоры. Для этого они использовали композитные керамики на основе алюмоиттриевого граната и церия. Также в веществе содержится термически-стабильная фаза оксида алюминия Al2O3.
Композиты создавались методом реакционного спекания порошков, содержащих исходные компоненты. Получились преобразователи, которые способны воспроизводить яркий белый свет, имеют высокую теплопроводность и температурную прочность, выдерживают большую мощность накачки. Эти люминофоры не тускнеют на протяжении длительного времени, в чём заключается одно из главных их преимуществ перед традиционными преобразователями.
Разработчики говорят, что широкое внедрение светодиодов нового поколения позволит, ко всему прочему, ещё и сэкономить большие объёмы электроэнергии. Новые устройства соответствуют и современным экологическим требованиям.
Светодиоды применяются уже достаточно давно. Первые исследования явления люминесценции, на основе которых были получены светодиоды, были проведены ещё в самом начале двадцатого века. При этом светодиод, можно сказать, открывался несколько раз. Первые опыты провёл американский учёный Генри Раунд, а чуть позже независимо от него их провёл советский физик Олег Лосев. Лосев умер в блокадном Ленинграде и не успел популяризовать свои исследования, поэтому в дальнейшем подобные опыты были проведены ещё раз. Кстати, в первых подобных устройствах использовались неорганические компоненты. Видимо, пришла пора возвращаться к ним, но уже на более высоком уровне.
