日本研发出不使用稀有元素的红光LED
日本东京工业大学与京都大学的研究小组发布消息称,已研发出不使用高价稀有元素的红色发光半导体。据悉,今后有望利用地球上蕴藏量丰富的氮制成的氮化物,以低廉的成本运用于红色发光二极管(LED)与太阳能电池。研究小组就半导体候补物质将含锌氮化物设定为瞄准对象,列出了583个种类名单,通过超级计算机预测结晶结构与稳定性等,从中筛选出21种。
研究人员在其中选出一个适合用于红色LED的物质,在1200度、约5万气压的条件下合成。该物质在光照下发出预期中的红光,被发现有望成为红色LED的材料。使用低价氮化物的LED已成功实现蓝色与绿色,但红色始终未得到实际运用,存在必须使用稀有元素及难废弃原材料的问题。
东京工业大学计算材料科学教授大场史康表示:“该物质仅需钙、锌和氮等蕴藏量丰富的元素即可制成。今后想研究更为简单的合成方式,推动实际运用。”
新型石墨烯复合材料可降温延长LED产品使用寿命
台湾研究人员已经制备出新型石墨烯复合材料,可有效降低LED温度,从而大幅度提高LED的使用寿命。研究人员使用钛酸酯偶联剂(TCA)作为还原氧化石墨烯和聚酰胺的桥分子,制成的致密纳米复合材料比单独使用聚合物的导热性提升了53%。他们测试了两种不同组分的材料(一种里面仅仅有聚酰胺,另一种是聚酰胺/钛酸酯-石墨烯的复合材料),将这两种材料都应用到LED当中,并用热成像和热电偶进行分析。
聚酰胺/钛酸酯-石墨烯材料有着更高的平衡温度,这表明该材料比聚酰胺材料的热传递速率更快。研究人员测试了该复合材料的耐久性,结果表明持续使用过程中,连接处的高温会使得LED的性能下降。结果表明,复合材料保留了其光强的95%,而聚酰胺单组份材料只保留了69%。
事实上,该研究团队已经研究出了一种热塑性材料,该材料与更昂贵的石墨烯的热性能相当,并可以采用注塑工艺成型,制品形状易于控制。该材料有助于制备低成本、重量轻、柔性的LED散热片,还提高了LED的使用寿命。该研究成果已在Carbon中发表。
韩国研发出无荧光粉白色LED
韩国科学技术院(KAIST)物理学教授研究团队成功研发出制造无荧光粉白色LED的技术,可望运用在次世代照明及显示器上。KAIST研究团队以半导体芯片取代荧光粉。顶部为同心圆模样的金字塔结构,设计成复合结构体。制造出的3D结构体各个面以不同条件形成量子井(Quantum Wells),各发出不同的颜色。
研究团队说明,调整制造3D结构体的时间和条件,以改变各结晶面面积的方法,制造出多元混色的LED。研究团队也找到了可使用高倍数显微镜测量3D结构体内部电流注入程度的方法。只要研发出可有效注入电流的方法,就可调整LED元件效率和色彩重现度。
研发团队表示,未来可透过3D半导体制程研发改善效率,催生不使用荧光粉的低价、色彩重现度高的单一芯片白色光源。相关研究成果刊登在自然杂志Light:Science & Applications在线版。
台湾大学团队开发创新白光LED技术
前要制作白光LED,若不是采用白色磷光体(phosphor)材料涂布包覆于单色LED之外,就是将红光、绿光与蓝光LED混合在一起;台湾大学(National Taiwan University,NTU)的研究人员正在开发一种技术,能从单一分层柱状(tiered-column)LED产生单一像素(pix)的白光。
上述技术是由台湾大学光电工程学研究所(Institute of Photonicsand Optoelectronics)教授杨志忠所率领的团队正在进行的研究;其基本概念是将量子阱(quantumwells)嵌入在同一基板上生长、排列非常紧密的氮化镓(GaN)与氮化铟镓(InGaN)奈米柱(nano-rods)。杨志忠指出,那些LED阵列是以有机金属化学气相沉积(MOCVD)脉冲生长方法制作,能达到比采用传统制程技术更佳的发光性能。
“我们能生长出不同截面尺寸的多节(multi-section)奈米柱,相较于单节奈米柱能展现更宽广的发射频谱;”杨志忠在接受EETimes美国版编辑独家专访时表示:“我们开发这种多节奈米柱LED的目标,是能发射出免磷光体的白光。”
杨志忠表示,这种侧壁发光(sidewallemission)可能更有效率,因为会有更大的表面区域;透过垂直扩展不同直径的金字塔,甚至在每个奈米柱内能发出更多光。结合适当平衡的红绿蓝(RGB)光源,这种方法应该也能产生各种冷暖色调的白光。
松下研发出光扩散型塑料 可广泛用于商业照明领域
日本大阪松下公司宣布已研发出了光扩散型聚丙烯树脂(PP)模塑料,名为“FULLBRIGHT”PP。该公司称该光扩散型聚丙烯树脂(PP)模塑料可延长LEDs的使用寿命。松下称,该材料适用于注拉吹塑成型,其面世使复杂形状的成型加工成为可能,而且有助于赋予客户更大的产品设计自由度。
松下研发的聚丙烯脂材料能够加工0.5毫米薄壁成型产品,这在之前是无法实现的;松下称,该材料能实现小于10%的加工厚度精度。松下表示,公司之前使用的材料在产品被吹塑至0.5毫米厚度时产生一个孔洞。
光扩散聚丙烯树脂模塑料克服了传统PP树脂模塑料的耐光性弱点并实现了优良的耐化学性,有助于延长LED照明的使用寿命。光扩散聚丙烯树脂模塑料的耐光性:在90°C400W汞灯30厘米近的条件下,暴露90天后(约2000小时)褪色。ΔE:2.0以下,相当于户外环境中10年,人们才会注意到材料褪色;公司之前的材料ΔE为:17。
材料的低比重特性有助于实现LED照明设备的轻量化设计。该材料有着广泛的应用,可用于商店照明、户外广告牌、数字看板,水景照明和汽车车内照明灯。
UV LED技术太阳能充电净水装置
隆德大学水资源工程教授肯尼斯?佩尔松指出:“目前全球有7.5亿人无法获得清洁用水,提供安全饮用水一项巨大的挑战,也是人类最重要的目标之一。”鉴于此,他与一名工程师于2013年联合成立的环保公司Watersprint,并开发出一种采用太阳能充电和UVLED技术的净水设备,该设备提供的净水远远超过智能电网所能覆盖的区域。
据了解,该技术是通过UV LED技术与智能软件和Wi-Fi结合来净化水质。其12伏系统非常有效,并且可以在单个太阳能电池板中运行。太阳能电池也能够进行自身充电,因此该便携式设备在农村无电区也能使用。这款小巧便携的太阳能电池站已经被安置在孟加拉国农村地区。去年10月已经安装首台净水装置,目前还有9台净水装置已经交付给孟加拉国项目。
