Šta uzrokuje anLEDda postane plava?
Moderna rasvjeta, displeji i elektronika potpuno su transformirani pomoću -dioda koje emituju svjetlost (LED), koje pružaju energetsku efikasnost, produženi vijek trajanja i svestranost kojoj se ne mogu mjeriti konvencionalne sijalice sa žarnom niti ili fluorescentne sijalice. Plavo svjetlo se pojavilo kao jedna od najčešćih boja koje proizvode LED diode, a napaja sve od LED farova do ekrana pametnih telefona pa čak i medicinske opreme. Međutim, šta konkretno pokreće plavo svjetlo koje LED emituje? Materijali koji se koriste u njihovoj proizvodnji, namjerne tehničke odluke i osnovna fizika rada LED dioda su ključ rješenja. Da bismo shvatili ovaj fenomen, prvo moramo secirati proces-generiranja svjetla kod LED dioda, a zatim pogledati određene elemente koji uzrokuju da njihov izlaz naginje prema plavom dijelu elektromagnetnog spektra.
U osnovi, LED diode su poluvodički uređaji koji koriste proces poznat kao elektroluminiscencija za stvaranje svjetlosti. LED diode proizvode svjetlost kada se elektroni i "rupe" (nosači pozitivnog naboja) rekombinuju unutar poluvodičkog materijala, za razliku od sijalica sa žarnom niti, koje proizvode svjetlost zagrijavanjem niti-rasipajući proces koji gubi većinu energije u obliku topline. Ovako funkcionira: Elektroni iz negativno nabijenog poluvodiča "n-} prelaze spoj u pozitivno nabijeni poluvodič tipa p- kada se električna struja dovede do LED-a. Ovi elektroni oslobađaju energiju u obliku fotona, ili čestica svjetlosti, dok udaraju i popunjavaju rupe u materijalu tipa p-. Energija pojasnog pojasa poluprovodnika određuje nijansu ove svjetlosti; što je veći jaz u pojasu (energetska razlika između valentnog pojasa poluprovodnika, koji sadrži rupe, i pojasa provodljivosti, koji sadrži elektrone), kraća je talasna dužina svjetlosti koja se oslobađa. LED diode koje stvaraju plavo svjetlo trebaju poluvodiče s relativno širokim pojasom jer plava svjetlost ima kratku valnu dužinu (450-495 nanometara). Primarni i najvažniji faktor koji utječe na emisiju plave svjetlosti je ovaj materijalni atribut.
Stvaranje poluprovodnika na bazi galijum nitrida (GaN) i srodnih legura, uključujući indijum galijum nitrid (InGaN), bio je veliki napredak u tehnologiji plave LED diode, što je priznato Nobelovom nagradom za fiziku 2014. Budući da tipični poluprovodnički materijali (kao što je galijum arsenid, koji se koristi za crvene i zelene LED diode) imaju premali razmak da bi proizveli plavu svjetlost kratke{2}}talasne dužine, naučnici su imali poteškoća u razvoju efikasneplave LED diodeprije 1990-ih. S druge strane, GaN ima široki pojas od otprilike 3,4 elektron volta (eV), što je upravo energija potrebna za emitiranje ultraljubičastog (UV) svjetla. Inženjeri mogu da smanje jaz u pojasu tako što će u GaN dodati male količine indija da bi stvorili InGaN. Ovo pomjera izlazno svjetlo iz ultraljubičastog u plavo smanjenjem energije u pojasu. Na primer, svetlost talasne dužine od oko 450 nm emituje InGaN poluprovodnik sa razmakom od oko 2,7 eV, što ga čini idealnim za sjajno plavo osvetljenje. Budući da se InGaN može legirati za podešavanje razmaka u pojasu, postao je standardni materijal za plave LED diode. Plave LED diode (i bijele LED koje zavise od njih) ne bi bile moguće bez GaN{10}}baziranih poluvodiča.
Struktura kvantnog bunara LED-a je još jedna ključna komponenta koja dozvoljava proizvodnju plave svjetlosti. Tanak sloj poluprovodnika (obično InGaN) koji se nalazi između dva deblja sloja drugog poluprovodnika (obično samog GaN) naziva se kvantna bušotina. Elektroni i rupe unutar InGaN sloja su ograničeni, ili "zarobljeni", na način koji mijenja njihov energetski nivo jer je sloj tako tanak-obično debeo samo nekoliko nanometara. Efikasnost LED-a se povećava ovim ograničenjem, što povećava vjerovatnoću da će se elektroni i rupe rekombinovati i proizvesti fotone. Debljina i sastav kvantnog bunara pažljivo su regulisani za plave LED diode; uži bunar ili veća koncentracija indija mogu fino-podesiti talasnu dužinu emisije na traženi plavi opseg. Na primjer, svjetlost se može pomaknuti na 470 nm iz 3-nanometara-debele InGaN kvantne jame sa 20% sadržaja indija i 460 nm iz bušotine od 5-nanometara sa 15% indija. Plave LED diode su dovoljno svijetle za praktične primjene, kao što su LED reflektori velike snage i indikatorska svjetla na elektronici, zahvaljujući sposobnosti kvantnih bunara da smanje rekombinaciju bez zračenja, što je gubitak energije u obliku topline, a ne svjetlosti.
Plavo svjetlo također može biti neočekivani rezultat LED dioda, prije svega bijelih LED dioda, iako su mnoge LED diode napravljene posebno za njegovo stvaranje. Većina bijelih LED dioda koristi tehniku "pretvorbe fosfora", u kojoj je plavi LED čip obložen žutim fosfornim materijalom (obično cerijumom-itrijum-aluminijskim granatom dopiranim ili YAG:Ce), budući da bijelu svjetlost ne može direktno proizvesti jedan poluvodič (budući da zahtijeva mješavinu vidljivog spektra vala). Deo plave svetlosti iz LED-a se apsorbuje i ponovo emituje kao žuto svetlo kada udari u fosfor. Ljudskom vidu, preostala plava svjetlost izgleda kao bijela jer se stapa sa žutom svjetlošću. Međutim, nije svo plavo svjetlo transformirano ako je fosforni premaz neravnomjeran, pretjerano tanak ili niskog kvaliteta. Ovo može proizvesti "hladno bijelo" ili "plavo-zatamnjeno" sjaj, što je tipično za jeftineLED sijaliceili stare svjetiljke s fosforom koji se vremenom pokvario. Budući da plavo svjetlo utiče na stvaranje melatonina, pretjerano plavo svjetlo iz bijelih LED dioda može povremeno izazvati naprezanje očiju ili ometati cirkadijalne ritmove. Ovo naglašava značaj odgovarajućeg dizajna fosfora. Ovo neočekivano plavo svjetlo je uzrokovano lošom integracijom fosfora, a ne defektom u osnovnoj funkcionalnosti LED-a.
Iako oni uopšte ne „uzrokuju“ da LED LED stvara plavo svetlo, uslovi okoline takođe mogu uticati na to koliko je intenzivan ili kako se čini da LED emituje plavo svetlo. Pojasni razmak poluprovodnika može se značajno proširiti kada se LED diode zagriju (čest problem u aplikacijama velike{1}}nane), pomičući talasnu dužinu emisije prema crvenom kraju spektra. Ovo je jedan primjer kako temperatura utiče na performanse LED-a. Ovo bi moglo rezultirati malom promjenom talasne dužine zaplave LED diodeod 450 nm do 455 nm, što je jedva vidljivo golim okom, ali se može mjeriti instrumentima. S druge strane, neke LED diode visokih{3}}performansi (kao što su one koje se nalaze u projektorima) imaju sisteme hlađenja jer njihovo korištenje na nižim temperaturama može poboljšati njihovu efikasnost i izlaz plave svjetlosti. Gustina struje je još jedan faktor koji treba uzeti u obzir. Dok se svjetlina plave LED diode može povećati povećanjem njene električne struje, prekomjerna struja može dovesti do "opadanja efikasnosti" ili smanjenja izlazne svjetlosti po jedinici struje. Prekomjerna struja u ekstremnim situacijama može oštetiti strukturu kvantnog bunara, što rezultira ili potpunim otkazom ili trajnom promjenom boje koja uključuje pojačanu emisiju plave svjetlosti. Iako ovi vanjski uvjeti mogu promijeniti performanse LED-a tokom vremena, oni ne mijenjaju intrinzični kapacitet LED-a da stvara plavo svjetlo.
U zaključku, tri glavna uzroka emisije plave svjetlosti iz LED dioda su energija u pojasu poluprovodničkog materijala, primjena legura na bazi GaN-(kao što je InGaN) koje dozvoljavaju svjetlost kratke{1}}talasne dužine i struktura kvantnog bunara koja poboljšava efikasnost i prilagođava talasnu dužinu emisije. Dok neželjeno plavo svjetlo (kao u određenim bijelim LED diodama) proizlazi iz problema vezanih za fosfor-, namjerno dizajnirane plave LED diode koriste slične principe kako bi osigurale briljantno, efikasno plavo svjetlo za određene primjene. Iako mogu uticati na performanse, uslovi okoline kao što su temperatura i struja ne menjaju osnovni mehanizam emisije plave svetlosti. Poznavanje ovih razloga ne samo da pojašnjava postojanjeplave LED diodeali također skreće pažnju na inženjerska dostignuća koja su ih omogućila, napretke koji još uvijek pokreću rasvjetu, displeje i obnovljivu energiju naprijed. Istraživači traže nove materijale (kao što je aluminij galijev nitrid za dublju plavu ili UV svjetlost) i dizajne za povećanje efikasnostiplave LED diodekako LED tehnologija napreduje. Ovo bi moglo dovesti do novih primjena u medicinskoj terapiji, prečišćavanju vode i narednih{1}}generacija ekrana.
FAQs
Q1. Kako mogu dobiti ove uzorke?
A1: Zdravo, lako za ovo. Dajte mi svoju adresu i recite mi koja vam je stvar potrebna, dogovorit ćemo da vam pošaljemo DHL ili FedEx.
P2: Šta je sa vašim kvalitetom?
A2: Sve sirovine vrhunskog kvaliteta kako bi se osigurala visoka svjetlost i dovoljna svjetlina.
P3: Šta je sa vremenom isporuke?
A3: Uzorak treba 3-5 dana, vrijeme masovne proizvodnje treba 25-40 dana nakon primanja depozita
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobilni (+86)18673599565
Whatsapp :19113306783
Email:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Web: www.benweilight.com
