Beyaz LED teknolojisinin gelişimi için beklentiler
LED'ler en ekonomik ve kaliteli ışık kaynağıdır. Aydınlatma için sürekli olarak kullanılan beyaz LED'lerin üretim teknolojisinin sürekli bir ilerleme halinde olması boşuna değildir. Aydınlatma endüstrisinin ve sokaktaki sıradan insanın ilgisi, aydınlatma teknolojisinin bu alanında sürekli ve çok sayıda araştırmayı teşvik etmiştir.
Beyaz LED'lerin beklentilerinin çok büyük olduğunu şimdiden söyleyebiliriz. Bunun nedeni, aydınlatmaya harcanan elektrik tasarrufunun bariz faydalarının, yatırımcıları bu süreçleri araştırmaya, teknolojileri geliştirmeye ve daha yeni, daha verimli malzemeleri keşfetmeye daha uzun süre çekmeye devam edecek olmasıdır.
LED üreticilerinin ve bunların yaratılması için malzeme geliştiricilerinin, yarı iletken araştırma ve yarı iletken aydınlatma teknolojileri alanındaki uzmanların en son yayınlarına dikkat edersek, bugün bu alanda gelişme yolunda birkaç yönü vurgulayabiliriz.
Bilindiği üzere dönüşüm faktörü fosfor LED verimliliğinin ana belirleyicisidir, ayrıca fosforun yeniden emisyon spektrumu LED'in ürettiği ışığın kalitesini etkiler. Bu nedenle, daha iyi ve daha verimli fosforların araştırılması ve araştırılması şu anda LED teknolojisinin geliştirilmesindeki en önemli yönlerden biridir.
İtriyum alüminyum garnet, beyaz LED'ler için en popüler fosfordur ve %95'in biraz üzerinde verimlilik sağlayabilir. Diğer fosforlar, daha kaliteli bir beyaz ışık spektrumu vermelerine rağmen, YAG fosforundan daha az verimlidir. Bu nedenle çok sayıda çalışma, doğru spektrumu veren daha verimli ve dayanıklı bir fosfor elde etmeyi amaçlamaktadır.
Yine de yüksek fiyatıyla öne çıkan başka bir çözüm, yüksek kaliteli bir spektrumla parlak beyaz ışık veren çok kristalli bir LED'dir. Bunlar birleştirilmiş çok bileşenli LED'lerdir.
Çok renkli yarı iletken çip kombinasyonları tek çözüm değildir. Bir fosfor bileşeninin yanı sıra birkaç renk çipi içeren LED'ler çok daha etkili bir şekilde görüntülenir.
Yöntemin etkinliği hala düşük olsa da, dönüştürücü olarak kuantum noktaları kullanıldığında yaklaşım yine de dikkate değerdir. Bu sayede yüksek ışık kalitesine sahip LED'ler oluşturabilirsiniz. Teknolojiye beyaz kuantum nokta LED'leri denir.
En büyük verimlilik sınırı doğrudan LED çipinde bulunduğundan, yarı iletken yayan malzemenin verimliliğini artırmak, verimliliği artırmaya yardımcı olabilir.
Sonuç, en yaygın yarı iletken yapıların %50'nin üzerinde bir kuantum verimine izin vermediğidir.Mevcut en iyi kuantum verimliliği sonuçları, yalnızca %60'ın biraz üzerinde bir verimlilik sağlayan kırmızı LED'lerle elde edilmiştir.
Safir bir substrat üzerinde galyum nitrür epitaksi ile büyütülen yapılar ucuz bir süreç değildir. Daha ucuz yarı iletken yapılara geçiş ilerlemeyi hızlandırabilir.
Galyum oksit, silisyum karbür veya saf silikon gibi diğer malzemeleri temel almak, LED üretim maliyetini önemli ölçüde azaltacaktır. Galyum nitrürü farklı maddelerle alaşımlandırma girişimleri, maliyetleri düşürmenin tek yolu değildir. Çinko selenid, indiyum nitrür, alüminyum nitrür ve bor nitrür gibi yarı iletken malzemeler umut verici kabul ediliyor.
Bir çinko selenid epitaksiyel yapının bir çinko selenid substrat üzerinde büyümesine dayanan fosforsuz LED'lerin yaygın kullanım olasılığı göz ardı edilmemelidir. Burada, yarı iletkenin aktif bölgesi mavi ışık yayar ve substratın kendisi (çünkü çinko selenitin kendisi etkili bir fosfordur) sarı ışık kaynağı olarak ortaya çıkar.
Yapıya daha küçük bant genişliğine sahip başka bir yarı iletken tabakası eklenirse, belirli bir enerjiye sahip bazı kuantumları emebilecek ve daha düşük enerjiler bölgesinde ikincil emisyon meydana gelecektir. Teknolojiye yarı iletken emisyon dönüştürücülü LED'ler denir.