Покрытие может снизить цены на белый светодиод

Стоимость белого светодиодного освещения может снизиться, так как ученые в США создали светодиодное покрытие, изготовленное из относительно дешевой люминесцентной металлорганической структуры (MOF)

Стоимость белого светодиодного освещения может снизиться, так как ученые в США создали светодиодное покрытие, изготовленное из относительно дешевой люминесцентной металлорганической структуры (MOF). Пленка может вытеснить современные белые светодиодные покрытия, которые состоят из гораздо более дорогих редкоземельных элементов.

Современные светодиодные технологии рекламируются как очередной шаг вперед в области твердотельного освещения и предлагают более эффективную альтернативу обычным лампам накаливания или галогенным лампам. «Вы можете увидеть светодиоды повсюду», сказал Жичао Ху из университета Рутгерса, выступая на 250-я национальная выставка ACS в Бостоне, США , «Но не многие из нас знают, как сделать белый светодиод».

Проблема, как объяснил Ху, заключается в том, что чистого белого светодиода не существует, необходимо генерировать светодиоды разных цветов, например красный, зеленый и синий, чтобы генерировать желаемый мягкий белый свет. Это увеличивает производственные затраты, но есть альтернатива. Вместо использования многочипового светодиода инженеры могут использовать один синий кристалл, свет которого преобразуется в белый с помощью желтого люминофорного покрытия.

Люминофоры - это любые вещества, которые светятся при воздействии света. В белом светодиоде на основе люминофора эта пленка обычно состоит из редкоземельного элемента, такого как иттрий или европий, что представляет проблему. Подсказка - в названии этих элементов, согласно Ху.

«Если вы посмотрите на три ключевых ингредиента коммерчески доступных люминофоров, например, иттрий, европий и тербий, то цена этих… элементов за последние десять лет прошла сквозь крышу», - сказал Ху. «С 2001 по 2011 год цены на иттрий, европий и тербий выросли на 400%, 600% и 1600%».

Чтобы снизить стоимость люминофоров на рынке, Ху и его коллеги искали альтернативы покрытиям на основе редкоземельных элементов и остановились на органо-люминесцентных молекулах. Команда объединила общий молекулярный хромофор, тетракис (4-карбоксифенил) этилен , с катионами цинка для производства люминесцентных MOF.

Под воздействием синего света MOF демонстрирует такой же уровень производительности, что и коммерчески доступные покрытия из иттриевого граната. «Спектры излучения почти перекрываются, что является феноменальным, потому что мы только что сделали соединение свободным от редкоземельных элементов», - сказал Ху.

Покрытие также можно настроить для получения белого света с разными длинами волн, так как структура хромофора может быть модифицирована, что делает его более адаптируемым, чем покрытия на основе редкоземельных элементов.

Хотя еще неизвестно, как это новое покрытие будет вставлено в текущие производственные операции с белыми светодиодами, Ху надеется, что оно должно быть относительно простым, учитывая мягкие условия, в которых был изготовлен люминесцентный MOF. «Многие коммерчески доступные люминофоры… являются твердотельными соединениями, а это означает, что для формирования структуры им нужна высокая температура», - пояснил он. «У нас есть люминофоры, синтезируемые при комнатной температуре, поэтому вам нужно только смешать ингредиенты и размешать».