Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Фотография светодиода на основе КТ. На вставке ТЕМ изображение используемых КТ.
Спектры электролюминесценции светодиода на основе КТ. На вставке в квадратиках указаны значения уровня инжекции тока в данной рабочей точке.
Спектры электролюминесценции светодиодов на основе КТ с разными цветовыми температурами

Чем заменить РЗЭ?

Ключевые слова:  КТ, оптоэлектроника, РЗЭ, СИД

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

26 апреля 2012

Можно уверенно сказать: белые светодиоды, вся отрасль их производства, зависит от редкоземельных элементов. Люминофоры, содержащие церий, европий и тербий, широко используются в качестве покрытий синих светодиодных чипов для создания широкополосных спектров люминесценции в видимой области спектра, обладая люминесценцией в желтом, зеленом и красном диапазоне длин волн. Синий свет, излучаемый чипом, поглощается люминофорами и переизлучается в более длинноволновой области. Сочетание этих цветов излучения приводит к образованию белого света, что делает светодиоды самым перспективным источником искусственного освещения.

Однако серьезные вопросы, касающиеся поставки редких земель, могут привести к катастрофическим последствиям для твердотельного освещения и подсветки. К счастью, существует потенциальная замена для редкоземельных люминофоров: люминесцентные квантовые точки (КТ), образованные из полупроводниковых нанокристаллов, синтезированных в растворе. Благодаря возможности их нанесения из раствора, стабильности, уникальным оптическим свойствам и простоте синтеза, КТ рассматриваются как потенциально привлекательные заменители люминофоров в белых светодиодов.

Наиболее перспективными оптическими свойствами КТ являются их относительно узкие полосы излучения (25-60 нм), которые позволяют добиться чистоты цвета, и возможность точной подстройки положения длины волны излучения (с точностью до нескольких нанометров) по всей видимой области спектра простым контролем размера нанокристаллов. Кроме того, широкие полосы поглощения КТ делают возможным оптическую накачку при введении их в систему с излучающими свет в коротковолновом диапазоне светодиодными чипами. Действительно, создание эффективных, высококачественных светодиодов на основе преобразования цвета на основе КТ выглядит перспективным, как уже показано при создании прототипов работающих устройств.

Хотя традиционные порошки редкоземельных люминофоров способны генерировать "теплый" белый свет с высоким индексом цветопередачи (CRI), одновременное достижение высокой светоотдачи оптического излучения (LER) остается проблемой. Обычные люминофоры на основе белых светодиодов пока демонстрируют только 274 лм/Вт. Получение высоких фотометрические характеристик при высоких CRI и низкой цветовой температуре (производство «теплого» белого спектра) требует тщательной разработки КТ. После тестирования более 200 миллионов образцов было установлено, что лишь около 0,001% из них могут одновременно достичь CRI> 90 и LER> 380 лм/Вт при цветовой температуре ниже 4000 К. Доказательство правильности этой концепции уже было продемонстрировано экспериментально, одновременно с демонстрацией стабильной работы устройства. При интеграции КТ типа ядро-оболочка (CdSe/ZnS) трех различных размеров (соответствующих зеленому, желтому и красному цвету) с излучающими синий свет светодиодами InGaN/GaN были достигнуты впечатляющие фотометрические характеристики: LER=357 лм/Вт, CRI=89 и цветовая температура 2982 K.

Таким образом, вопросы поставки редкоземельных элементов являются проблемой для светотехнической промышленности. Одним из способов борьбы с этой проблемой является разработка преобразователей цвета на основе квантовых точек. Хотя на сегодняшний момент уже показана их перспективность, остаются еще важные задачи, которые необходимо решать. Например, наиболее эффективные КТ содержат кадмий, что делает их непригодными для использования в экологически чистых устройствах.

Решаемы ли эти проблемы – ответ на этот вопрос мы узнаем, только проведя серьезные исследования.


Источник: AIP, OPTICS EXPRESS



Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 26 апреля 2012 16:03 
поставки редкоземельных элементов - могут быть и со дна Тихого океана


Хотя вопросов действительно остаётся много. Стабильность излучения при нагреве, например. Контроль размеров и дисперсности.

Ещё вопрос: какой остаточный уровень радиоактивности допускается для РЗЭ?

Кстати, редкоземов на самом деле очень много. Просто их добывать разучились.
Надеюсь, за мою научную карьеру РЗЭ ничем не заменят ;)
До окончания срока аспирантуры - наверняка не заменят, а если загадывать далее...работы по КТ ведутся полным ходом - см. Nature Nanotechnology -Red, green and blue lasing enabled by single-exciton gain in colloidal quantum dot films

Валентина Владимировна! Желаю успехов в научной работе и, конечно, побольше публиковать, не забывая про популярное, доступное для начинающих. Успехов!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Золотое руно
Золотое руно

XVI Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов"
С 1 по 4 октября 2019 года в г. Москве в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук состоится ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов".

Студенты кафедры РЛ-2 МГТУ им. Баумана в гостях у НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Видеоотчет об экскурсии студентов МГТУ им. Баумана в НТ-МДТ Спектрум Инструментс

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые наноматериалы для восстановления костей. Непростые отношения графена и воды. Борнитридные наноленты с реконструированными краями. Термоэлектричество и азафуллерены. Борщ и блины как материалы в экстремальных условиях.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.