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

 

Фрактальный кобальт
Фрактальный кобальт

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.