Perspectives per al desenvolupament de la tecnologia LED blanc
Els LED són la font de llum més econòmica i d'alta qualitat. No en va, la tecnologia per a la producció de LED blancs, que s'utilitzen contínuament per a la il·luminació, està constantment en un estat de progrés. L'interès de la indústria de la il·luminació i de l'home comú al carrer ha estimulat constants i nombroses investigacions en aquest àmbit de la tecnologia de la il·luminació.
Ja podem dir que les perspectives dels LED blancs són enormes. Això es deu al fet que els beneficis evidents de l'estalvi d'electricitat gastada en il·luminació seguiran atraient inversors per investigar aquests processos, millorar les tecnologies i descobrir materials més nous i eficients durant molt de temps.
Si prestem atenció a les últimes publicacions dels fabricants de LED i desenvolupadors de materials per a la seva creació, experts en la direcció de la investigació de semiconductors i les tecnologies d'il·luminació de semiconductors, podem destacar diverses direccions sobre el camí de desenvolupament en aquest camp actual.
Se sap que el factor de conversió fòsfor és el principal determinant de l'eficiència del LED, a més, l'espectre de reemissió del fòsfor afecta la qualitat de la llum produïda pel LED. Així, la recerca i recerca de fòsfors encara millors i més eficients és una de les direccions més importants en el desenvolupament de la tecnologia LED en aquest moment.
El granat d'itri d'alumini és el fòsfor més popular per als LED blancs i pot aconseguir una eficiència de poc més del 95%. Altres fòsfors, tot i que donen un espectre de llum blanca de millor qualitat, són menys eficients que el fòsfor YAG. Per aquest motiu, nombrosos estudis pretenen obtenir un fòsfor encara més eficient i durador, donant l'espectre correcte.
Una altra solució, tot i que encara es distingeix pel seu elevat preu, és un LED multicristall que proporciona una llum blanca brillant amb un espectre d'alta qualitat. Es tracta de LEDs multicomponent combinats.
Les combinacions de xips de semiconductors multicolor no són l'única solució. Els LED que contenen diversos xips de color així com un component de fòsfor es mostren de manera molt més eficaç.
Tot i que l'eficiència del mètode encara és baixa, l'enfocament és digne d'atenció quan s'utilitzen punts quàntics com a convertidor. D'aquesta manera, podeu crear LEDs amb una alta qualitat de llum. La tecnologia s'anomena LED de punt quàntic blanc.
Atès que el límit d'eficiència més gran es troba directament en el xip LED, augmentar l'eficiència del material emissor de semiconductors pot ajudar a millorar l'eficiència.
La conclusió és que les estructures semiconductors més comunes no permeten un rendiment quàntic superior al 50%.Els millors resultats d'eficiència quàntica actual s'han aconseguit només amb LED vermells, que donen una eficiència de poc més del 60%.
Les estructures cultivades per epitaxia de nitrur de gal·li sobre un substrat de safir no són un procés barat. Un canvi a estructures de semiconductors més barates podria accelerar el progrés.
Prenent com a base altres materials, com ara òxid de gal·li, carbur de silici o silici pur, reduirà significativament el cost de producció de LED. Els intents d'aliar el nitrur de gal·li amb diferents substàncies no són l'única manera de reduir costos. Els materials semiconductors com el selenur de zinc, el nitrur d'indi, el nitrur d'alumini i el nitrur de bor es consideren prometedors.
No s'ha de descartar la possibilitat d'un ús generalitzat de LEDs sense fòsfor basats en el creixement d'una estructura epitaxial de selenur de zinc sobre un substrat de selenur de zinc. Aquí, la regió activa del semiconductor emet llum blava i el propi substrat (ja que el seleniur de zinc en si és un fòsfor efectiu) resulta ser una font de llum groga.
Si s'introdueix a l'estructura una altra capa de semiconductor amb una banda intercalada de menor amplada, aquesta serà capaç d'absorbir alguns quants amb una certa energia i l'emissió secundària es produirà a la regió de les energies més baixes. La tecnologia s'anomena LED amb convertidors d'emissió de semiconductors.