Какво причинява anLEDда посинявам?
Модерното осветление, дисплеи и електроника са напълно трансформирани от -светоизлъчващи диоди (LED), които осигуряват енергийна ефективност, удължен живот и гъвкавост, с които конвенционалните крушки с нажежаема жичка или флуоресцентни крушки не могат да се сравнят. Синята светлина се очертава като един от най-разпространените цветове, произвеждани от светодиодите, и захранва всичко - от LED фарове до екрани на смартфони и дори медицинско оборудване. Но какво конкретно задейства синята светлина, която светодиодът излъчва? Материалите, използвани в тяхното производство, обмислените технически решения и основната физика на работата на светодиодите, всичко това е ключът към решението. За да разберем това явление, първо трябва да анализираме процеса на-генериране на светлина от светодиодите и след това да разгледаме конкретните елементи, които карат изхода им да клони към синята част на електромагнитния спектър.
По същество светодиодите са полупроводникови устройства, които използват процес, известен като електролуминесценция, за генериране на светлина. Светодиодите произвеждат светлина, когато електрони и „дупки“ (носители на положителен заряд) се рекомбинират в рамките на полупроводников материал, за разлика от крушките с нажежаема жичка, които произвеждат светлина чрез нагряване на спирала-разточителен процес, който губи по-голямата част от енергията като топлина. Ето как работи: Електроните от отрицателно заредения полупроводник тип "n-" преминават през кръстовище в положително заредения полупроводник тип "p-", когато към светодиода се подава електрически ток. Тези електрони освобождават енергия под формата на фотони или частици светлина, докато се удрят и запълват дупките в материала от типа p-. Енергията на забранената зона на полупроводника определя оттенъка на тази светлина; колкото по-голяма е забранената зона (енергийният диференциал между валентната лента на полупроводника, която съдържа дупки, и лентата на проводимост, която съдържа електрони), толкова по-къса е дължината на вълната на светлината, която се освобождава. Светодиодите, които създават синя светлина, се нуждаят от полупроводници с относително широка ширина на лентата, тъй като синята светлина има къса дължина на вълната (450–495 нанометра). Основният и най-важен фактор, влияещ върху излъчването на синя светлина, е този материален атрибут.
Създаването на полупроводници на базата на галиев нитрид (GaN) и сродни сплави, включително индиево-галиев нитрид (InGaN), беше основният напредък в технологията със сини светодиоди, който беше признат с Нобеловата награда за физика през 2014 г. Тъй като типичните полупроводникови материали (като галиев арсенид, който се използва за червени и зелени светодиоди) имат твърде малка ширина на лентата, за да произведат синя светлина с къса-дължина на вълната, учените имаха трудности при разработването на ефективнасини светодиодипреди 1990 г. От друга страна, GaN има широка ширина на забранената лента от приблизително 3,4 електронволта (eV), което е точно енергията, необходима за излъчване на ултравиолетова (UV) светлина. Инженерите могат да намалят забранената лента, като включат малки количества индий в GaN, за да създадат InGaN. Това измества изходната светлина от ултравиолетова към синя чрез намаляване на енергията на забранената лента. Например, светлина с дължина на вълната от около 450 nm се излъчва от InGaN полупроводник със забранена лента от около 2,7 eV, което го прави идеален за блестящо синьо осветление. Тъй като InGaN може да бъде легиран, за да се регулира ширината на лентата, той се превърна в стандартен материал за сините светодиоди. Сините светодиоди (и белите светодиоди, които зависят от тях) не биха били възможни без полупроводници на основата на GaN-.
Структурата на квантовата ямка на светодиода е друг важен компонент, който позволява производството на синя светлина. Тънък слой от полупроводник (обикновено InGaN), разположен между два по-дебели слоя от друг полупроводник (обикновено самият GaN), се нарича квантова яма. Електроните и дупките вътре в слоя InGaN са ограничени или „уловени“ по начин, който променя енергийните им нива, тъй като слоят е толкова тънък-обикновено с дебелина само няколко нанометра. Ефективността на светодиода се увеличава от това ограничаване, което повишава вероятността електроните и дупките да се рекомбинират и да произвеждат фотони. Дебелината и съставът на квантовата яма са внимателно регулирани за сини светодиоди; по-тясна ямка или по-голяма концентрация на индий могат да-настроят фино дължината на вълната на емисиите до необходимия син диапазон. Например, светлината може да се измести до 470 nm от 3-нанометра-квантова ямка InGaN с 20% съдържание на индий и 460 nm от 5-нанометра-квантова ямка с 15% индий. Сините светодиоди са достатъчно ярки за практически приложения, като например мощни LED прожектори и светлинни индикатори върху електрониката, благодарение на способността на квантовите кладенци да намаляват нерадиационната рекомбинация, която е загубата на енергия като топлина, а не като светлина.
Синята светлина също може да бъде неочакван резултат от светодиодите, най-вече белите светодиоди, въпреки че много светодиоди са създадени специално, за да я създават. По-голямата част от белите светодиоди използват техника за „преобразуване на фосфор“, при която син LED чип е покрит с жълт фосфорен материал (обикновено итрий-алуминиев гранат с добавка на церий- или YAG:Ce), тъй като бялата светлина не може да бъде директно произведена от един полупроводник (тъй като изисква комбинация от дължини на вълните във видимия спектър). Част от синята светлина от светодиода се абсорбира и преизлъчва като жълта светлина, когато удари фосфора. За човешкото зрение оставащата синя светлина изглежда като бяла светлина, защото се смесва с жълтата светлина. Не цялата синя светлина обаче се трансформира, ако фосфорното покритие е неравномерно, прекалено тънко или с ниско качество. Това може да доведе до „студено бяло“ или „синьо-оцветено“ сияние, което е типично за евтинитеLED крушкиили стари тела с фосфор, който се е влошил с времето. Тъй като синята светлина влияе върху генерирането на мелатонин, прекомерната синя светлина от бели светодиоди понякога може да предизвика напрежение в очите или да попречи на циркадните ритми. Това подчертава значението на подходящия фосфорен дизайн. Тази неочаквана синя светлина е причинена от лоша интеграция на фосфор, а не от дефект в основната функционалност на светодиода.
Въпреки че не "причиняват" LED да създава синя светлина на първо място, условията на околната среда също могат да повлияят на интензивността или начина, по който светодиодът излъчва синя светлина. Забранената лента на полупроводника може да се разшири значително, когато светодиодите се нагреят (често срещан проблем при приложения с висока-мощност), премествайки дължината на вълната на излъчване към червения край на спектъра. Това е един пример за това как температурата влияе върху производителността на LED. Това може да доведе до малка промяна в дължината на вълната засини светодиодиот 450 nm до 455 nm, което е едва забележимо с невъоръжено око, но може да се определи количествено с инструменти. От друга страна, някои светодиоди с висока{3}}производителност (като тези в проекторите) имат системи за охлаждане, тъй като работата им при по-ниски температури може да подобри тяхната ефективност и излъчване на синя светлина. Плътността на тока е друго съображение. Докато яркостта на синия светодиод може да се увеличи чрез повишаване на неговия електрически ток, прекомерният ток може да доведе до „намаляване на ефективността“ или намаляване на светлинния поток на единица ток. Прекомерният ток в екстремни ситуации може да навреди на структурата на квантовия кладенец, което води или до пълна повреда, или до постоянна промяна на цвета, която включва засилено излъчване на синя светлина. Въпреки че тези външни условия могат да променят работата на светодиода с течение на времето, те не променят присъщия капацитет на светодиода да създава синя светлина.
В заключение, трите основни причини за излъчване на синя светлина от светодиодите са енергията на забранената лента на полупроводниковия материал, приложението на сплави на основата на GaN- (като InGaN), които позволяват светлина с къса-дължина на вълната, и структурата на квантовата яма, която подобрява ефективността и регулира дължината на вълната на излъчване. Докато нежеланата синя светлина (както при някои бели светодиоди) е резултат от проблеми,-свързани с фосфора, умишлено проектираните сини светодиоди използват подобни принципи, за да осигурят брилянтна, ефективна синя светлина за определени приложения. Въпреки че могат да окажат влияние върху производителността, условията на околната среда като температура и ток не променят основния механизъм на излъчване на синя светлина. Познаването на тези причини не само изяснява съществуването насини светодиодино също така привлича вниманието към инженерния напредък, който ги е позволил, напредък, който все още движи напред осветлението, дисплеите и възобновяемата енергия. Изследователите търсят нови материали (като алуминиев галиев нитрид за по-наситено синьо или ултравиолетова светлина) и проекти за повишаване на ефективността насини светодиодис напредването на LED технологията. Това може да доведе до нови приложения в медицинската терапия, пречистването на водата и дисплеите от следващо-поколение.
Често задавани въпроси
Q1. Как мога да получа тези проби?
A1: Здравейте, лесно за това. Дайте ми вашия адрес и ми кажете кой артикул ви трябва, ние ще уредим изпращането ви от DHL или FedEx.
Q2: Какво ще кажете за вашето качество?
A2: Всички суровини с най-високо качество, за да осигурят висока светлина и достатъчна яркост.
Q3: Какво ще кажете за времето за изпълнение?
A3: Пробата се нуждае от 3-5 дни, времето за масово производство се нуждае от 25-40 дни след получаване на депозита
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Телефон: +86 0755 27186329
Мобилен (+86)18673599565
Whatsapp: 19113306783
Имейл:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Уебсайт: www.benweilight.com
