החוקרים לזהות פגמים ספציפיים דיודות LED המוביל פחות יעיל תאורה מוצק המדינה

Is Most Published Research Wrong? (יולי 2019).

Anonim

שימוש בשיטות תיאורטיות מתקדמות, החוקרים זיהו סוג מסוים של פגם במבנה האטומי של דיודה פולטת אור (LED) המביאה לביצועים פחות יעילים. אפיון של פגמים אלה נקודה עלולה לגרום ייצור של אפילו יותר יעיל, תאורת LED לאורך זמן.

"טכניקות זמינות כדי להעריך אם פגמים כאלה נוכחים חומרים LED והם יכולים לשמש כדי לשפר את איכות החומר", אמר פרופ 'חומרים פרופסור כריס ואן דה Walle, אשר קבוצת המחקר ביצעה את העבודה.

בעולם של יעילות גבוהה מצב מוצק תאורה, לא כל נוריות זהים. כמו הטכנולוגיה מנוצל מגוון רחב יותר של יישומים, כולל חיפוש והצלה, טיהור מים ותאורה בטיחות, בנוסף למגורים רבים שלהם, שימושים תעשייתיים דקורטיביים, אמינות ויעילות הם בראש סדר העדיפויות. ביצועים, בתורו, מסתמך במידה רבה על איכות החומר מוליך למחצה ברמה האטומית.

"ב LED, אלקטרונים מוזרקים מצד אחד, חורים מן השני, " הסביר ואן דה Walle. כאשר הם נעים על גבי סריג הבדולח של המוליכים למחצה - במקרה זה חומר גליום-ניטריד מבוסס - המפגש של אלקטרונים וחורים (היעדר אלקטרונים) הוא האחראי על האור הנפלט על ידי הדיודה: חור, הוא מעביר למצב נמוך יותר של אנרגיה, שחרור פוטון לאורך הדרך.

מדי פעם, לעומת זאת, נושאות תשלום נפגשים ולא פולטים אור, וכתוצאה מכך מה שנקרא Shockley-Read-Hall (SRH) רקומבינציה. לדברי החוקרים, נושאות המטען נלכדות במומים בסריג שבו הם משלבים, אך מבלי לפלוט אור.

הפגמים שזוהו כוללים קומפלקסים של גליום משרות פנויות עם חמצן ומימן. "פגמים אלה נצפו בעבר במוליכים למחצה ניטריד, אך עד כה, השפעות מזיקות שלהם לא הבינו", הסביר המחבר הראשי סיירוס דרייר, שביצע רבים של החישובים על הנייר.

"זה היה שילוב של אינטואיציה כי פיתחנו במשך שנים רבות של לומדים פגמים נקודתיים עם יכולות תיאורטיות חדשות אלה שאיפשרו פריצת דרך זו", אמר ואן דה Walle, אשר זיכויים מחבר משותף אודריוס Alkauskas עם פיתוח של פורמליזם תיאורטית הצורך כדי לחשב את קצב שבו ליקויים ללכוד אלקטרונים חורים.

השיטה משאירה את עצמה לעבודה עתידית המזהה פגמים ומנגנונים אחרים שבאמצעותם מתרחשת תהליכי SRH, אומר ואן דה וול.

"אלה מתחמי גאליום פנוי הם בוודאי לא רק פגמים מזיקים, " הוא אמר. "עכשיו שיש לנו את המתודולוגיה במקום, אנחנו חוקרים באופן פעיל פגמים פוטנציאליים אחרים כדי להעריך את השפעתם על רקומבינציה nonradiative."

המאמר פורסם ככתבה מוצעת בגיליון אפריל של כתבי עת לפיסיקה יישומית (APL 108, 141101 (2016), עם דמות נלויה על עטיפת כתב העת.

menu
menu