작고 효율적이고 가벼운 방출 다이오드 (LED)는 조명의 밝은 미래가되어야합니다. 그러나 그들은 손전등이나 핸드폰 화면에 충분한 저전력에서만 가장 잘 수행됩니다. 구식 백열 전구와 같은 방을 밝힐 수있을 정도로 전류를 늘리면, 그들의 효율성이 우수한 코스. 그것은 Led Droop라고 불리며 업계의 진정한 끌기입니다. 이제 연구원들은 같은 양의 전류, 특히 스펙트럼의 조화가 어려운 녹색과 파란색 부분에서 더 많은 효율적인 LED를 성장시키는 방법을 찾았습니다.
LED는 샌드위치처럼 보이며, 금속 전극 사이에 반도체의 층이 사라집니다. 전극 사이에 전압이 가해지면 음으로 하전 된 전자 및 양으로 하전 된 "구멍"이 샌드위치의 중간으로 밀려 섞어 빛을 발산합니다.
간단하게 들립니다. 그러나 종종 문제가 있습니다. 파란색과 녹색 LED에서 중심의 반도체 층은 일반적으로 질화 갈륨으로 만들어집니다. LED를 통과하는 전류가 증가함에 따라, 다이오드의 질화물 층은 자체 전기장을 생성합니다. 이 두 번째 필드는 전극에서 쏟아지는 양전하와 음전하를 분리하여 빛을 결합하고 끄는 것을 방지합니다. 전류가 커질수록 두 번째 필드가 커지고 전자와 구멍이 결합하기가 더 어려워집니다. 효율성이 줄어 듭니다. 이 처진은 너무나도 너무 나빠서 Led는 훨씬 덜 효율적이지만 저렴한 제조 형광 및 일반 백열 전구보다 비용 이점을 잃습니다.
현재 산타 바바라 (Santa Barbara) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 재료 과학자 유지 자오 (Yuji Zhao)와 동료들은 효율성을 높이는 전기장을 최소화하는 방법을 알아 냈습니다. LED의 질화 갈륨은 일반적으로 사파이어 또는 실리콘 카바이드 기질에서 자랍니다. 불행히도, 가장 쉬운 방법과 모든 상업용 공급 업체가 수행하는 방식은 질화 질화물 결정에 효율성을 부수는 전기장을 극대화하는 "극성"방향을 따라 형성되도록합니다.
Zhao의 그룹은 Mitsubishi Chemical Corporation으로부터 특수 기질을 얻었습니다. 질화 갈륨으로 만들어진이 기질 자체는 질화 질화물 다이오드가 일반적으로 사용되는 극성 방향과 가깝지만 매우 특정한 결정 방향으로 성장하도록 장려했습니다. 원치 않는 전기장의 대부분을 제거했습니다. 다른 팀은 비극성 및 반극성 방향으로 다이오드를 만들었지 만, 그 중 어느 것도 처진을 줄이는 데 성공하지 못했습니다. Zhao의 팀은 20 ma 에서 52%의 피크 효율로 파란색 LED를 만들었습니다. 전류가 10 배 증가하더라도 효율은 14%미만입니다. 전형적인 LED는 현재 펌핑을 통해 효율의 60% 이상을 잃게됩니다. 이 팀은 5 월 10 일 산호세의 레이저 및 전기 광학 회의에서 연구를 발표 할 예정이다.
앤아버 미시간 대학교 (University of Michigan)의 전산 재료 과학자 인 Emmanouil Kioupakis는“이것은 LED 비용을 낮추는 매우 유망한 솔루션입니다. 그는 Zhao의 결과가 감소하지 않은 원치 않는 전기장의 직접적인 영향 일뿐 만 아니라, 재배치 된 질화염이 빛 대신 열을 생성하는 원치 않는 전자 구멍 상호 작용을 감소시키기 때문이라고 말합니다.
현재 특별히 준비된 기판 자오와 동료들은 비싸고 얻기가 어렵습니다. 그러나 잠재적 인 시장은 엄청납니다. 조명 실이 가능한 효율적인 LED는 더 많은 효율성을 원하는 선진국의 사람들과 제한된 전력에 빛을 비추고 싶어하는 개발 도상국의 사람들에게 호소 할 것입니다.
