克服长期存在的效率问题,NIST最新发布小而明亮

 新闻中心     |      来源:泰州啜血LED照明作者: 啜血发布时间:2020-08-25 18:05点击次数:

NIST最近发布:小而亮的纳米级发光二极管克服了长期存在的发光二极管效率问题,可以转换成激光启动

美国国家标准与技术研究所(NIST)的一组科学家开发了一种新型的发光二极管,这可能是长期以来解决光源效率限制问题的关键。这一概念已经在实验室用微型发光二极管进行了演示,大大提高了亮度,并具有产生激光的能力。

该团队还包括来自马里兰大学、伦斯勒理工学院和IBM托马斯j沃斯顿研究中心的科学家。发光二极管的亮度比传统的亚微米发光二极管高100到1000倍。

据NIST的巴巴克尼科巴克说,这种发光二极管使用的材料与传统的发光二极管相同,但不同之处在于它们的形状。发光二极管采用一种新的结构来制造发光二极管。

发光二极管灯已经存在了几十年,但是明亮的发光二极管的发展赢得了诺贝尔奖,开启了照明的新时代。然而,即使是现代的发光二极管也有其局限性。在一定程度上,增加发光二极管的功率会使其发光更亮,但亮度会很快降低,这使得发光二极管的效率非常低。这个被业界称为“效率下降”的问题,阻碍了发光二极管在从通信技术到防病毒等许多有前途的应用领域中的应用。

该团队对发光二极管进行了新的设计实验。与传统发光二极管中使用的平面设计不同,研究人员用又长又细的氧化锌线制作了一个光源,他们称之为鳍(“长”和“细”相对为3360)。每个鳍只有大约5微米长,大约是人类头发平均宽度的十分之一。鳍状阵列看起来像一个小梳子,可以延伸到1厘米或更大的面积。

克服长期存在的效率问题,NIST最新发布小而明亮的纳米级LED

发光二极管像素设计图像源示意图:NIST

鳍式发光二极管像素设计包括发光氧化锌鳍(紫色)、绝缘介电材料(绿色)和金属触点(黄色)

这种新的设计可以发出跨越紫色和紫外光之间的边界波长的明亮的光,并且产生的能量是典型的小型发光二极管的100到1000倍,这是一个重要的基础发现。

Nikoobakht说:“一个典型的面积小于1平方微米的发光二极管的发光功率约为22毫瓦,但这种发光二极管可以产生高达20毫瓦的功率。”这说明这种设计可以克服发光二极管的效率下降,使光源更加明亮。”

在增加电流的同时,研究小组还发现了另一个惊人的现象。虽然发光二极管最初发射一个波长范围的光,但其相对较宽的光发射最终减少为两个波长的强烈紫光。这清楚地表明,他们的微型发光二极管已经成为微型激光器。

Nikoobakht说:“将发光二极管转换成激光需要很大的努力。通常需要将发光二极管与谐振腔耦合,使光在谐振腔周围反射,从而产生激光。鳍的设计可以在不增加另一个空腔的情况下自行完成整个工作。”

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