Nanoprzewody torują drogę do wydajnego oświetlenia półprzewodnikowego LED
Diody LED stopniowo zastępują świetlówki w rozwiązaniach z zakresu oświetlenia półprzewodnikowego. Przekształcają one prąd elektryczny bezpośrednio w światło, a ich żywotność jest bardzo długa. Obecnie stosowane diody LED SSL wykorzystują połączenie fioletowych LED z fosforami emitującymi światło żółte i czerwone, czego efektem jest światło białe. Finansowany ze środków UE projekt NWS4LIGHT (Nanowires for solid state lighting) miał na celu opracowanie udoskonalonych diod LED o czterech najważniejszych długościach fal światła widzialnego: niebieskiego, zielonego, żółtego i czerwonego. Opracowano kilka struktur nanoprzewodowych do diod LED, a mianowicie konwencjonalne i rdzeniowe nanoprzewodowe (NW) struktury LED (NW-LED) oparte na azotku indu i galu oraz systemy materiałów z fosforku glinu, galu i indu, które są już stosowane w dostępnych na rynku płaskich diodach LED. Prace rozpoczęto od scharakteryzowania powiązanych właściwości fizycznych przy pomocy nowych metod eksperymentalnych, a dokładniej mówiąc technik optycznych, mikroskopii elektronowej i szybkich metod analitycznych. W efekcie powstały nowe rozwiązania, dotyczące między innymi zmapowania i zmierzenia struktury pojedynczych profili NW-LED. Zbudowano laboratorium produkcyjne do przetestowania opracowanych NW-LED. Na potrzeby tworzenia nanoprzewodów uczeni wykazali, że pewien proces chemiczny stosowany do wytwarzania wysokiej jakości wydajnych materiałów stałych idealnie nadaje się do precyzyjnego produkowania struktur NW-LED. Zespół NWS4LIGHT przetestował technologię przetwarzania urządzeń dla NW-LED przy pomocy procedury opartej na komercyjnej linii produkcji płytek. W tym celu porównano przewidywaną wydajność NW-LED z pomiarami utrzymywania jasności i koloru, wydajności pracy na zasilaniu sieciowym, niezawodności oraz prognozowanymi kosztami produkcji. Badacze wykazali, że NW-LED mogą być wytwarzane przy pomocy takiej technologii, która umożliwia wykorzystywanie ich w systemach obejmujących kilka urządzeń. Opracowywane w projekcie NWS4LIGHT diody NW-LED nie wymagają stosowania niebezpiecznych materiałów oraz wydłużają okres eksploatacji i poprawiają wydajność diod dzięki wyeliminowaniu fosforu. Wielobarwne NW-LED dają także większe możliwości dostosowywania światła do indywidualnych potrzeb. Udoskonalone, niedrogie diody powinny zdobyć duży rynek, przynosząc istotne korzyści wytwórcom i całej gospodarce UE.
Słowa kluczowe
Oświetlenie półprzewodnikowe, diody LED, NWS4LIGHT, nanoprzewody
