Rezime
Nan 2014, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, ak Shuji Nakamura yo te bay pri a Nobel nan fizik pou kreyasyon yo nan efikas ble limyè-emitting diodes, ki fasilite devlopman nan klere ak enèji-efikas sous limyè blan. Nan dènye ane yo,Diodes limyè ki emèt (poul) te de pli zan pli Penetration sektè a ekleraj kay ak lòt mache mas. Atik sa a ap chèche bay yon BECA de fizik la nan poul, avans yo pi gwo ki abouti nan 2014 Nobel Prize la, ak potansyèl la pou konsèvasyon enèji ki poul ka fasilite.
1. Entwodiksyon
Diodes limyè-émettant (poul) yo te entegral nan lavi chak jou pou plizyè dekad, ki soti ak lanp endikatè ak enfrawouj kontwòl remote nan ane 1960 yo. Sepandan, yo te akòde pri Nobel nan fizik nan 2014 espesyalman pou poul ble, ki finalman pèmèt pwodiksyon an nan limyè blan. Atik sa a gen pou objaktif pou elucidate fondamantal ki ap dirije fizik yo demontre potansyèl yo kòm emeteur limyè siperyè, patikilyèman pou aplikasyon pou ekleraj. Li pral tou bay yon istwa kout sou envansyon yo ki kontribye nan poul modèn epi eksplike rezon ki fè yo dèyè pri a Nobel 2014 nan fizik bay Akasaki, Amano, ak Nakamura. Alafen, mwen pral egzaminen si wi ou non poul kontanporen vrèman rezilta nan konsèvasyon enèji, ak plis pragmatikman, si li se ekonomikman sansib pou konsomatè endividyèl yo achteAnpoul ki ap dirijepou ekleraj lakay ou.
2. Ki jan semi -conducteurs poul fonksyone?
Seksyon sa a pral bay yon bwèf BECA de istwa a nan electroluminescence, konsantre sou electroluminescence nan semi -kondiktè inòganik, ki te swiv pa yon deskripsyon nan fizik yo kache poul kontanporen. Electroluminescence se fenomèn nan kote limyè a emèt lè yon kouran elektrik pase nan yon sibstans. Li ka pretann ke anpoul enkandesan ("Edison" anpoul la) yo se electroluminescent; Sepandan, nan senaryo sa a, koule aktyèl la chofe materyèl la, ak rezilta emisyon limyè sèlman soti nan tanperati ki wo filaman an. Se konsa, li se pi egzat, al gade nan electroluminescence lè koule aktyèl la dirèkteman fasilite mekanis nan emisyon limyè. Dokiman inisyal la nan electroluminescence ki te fèt nan 1907 pa HJ Round, anplwaye pa Konpayi an Marconi. Li prejije yon echantiyon carbure Silisyòm (Lè sa a, refere yo kòm Carborundum) ak limyè obsève nan koulè diferan dapre plasman an electrodes ak vòltaj aplike. Li pa t 'konprann fenomèn la nan moman sa a. De deseni pita, Oleg Losev, yon jenn teknisyen Ris nan Nizhny Novgorod Radyo laboratwa a, reyalize pwogrè siyifikatif nan obsèvasyon an eksperimantal ak konpreyansyon nan silisyòm carbure limyè-emitting diodes. Espesyalman, li te soumèt yon patant nan 1929 kap anglobe reklamasyon an ki vin apre: "envansyon yo pwopoze a anplwaye fenomèn la etabli nan luminesans nan yon detektè carborundum ak explik itilizasyon nan tankou yon detektè nan yon lòt bagay ki ka fè kontak ak lòt moun ki ka pran kontak ak lòt moun ki ka ede ou nan yon lòt itilizasyon ki gen rapò ak dlo ki ka ede ou yon lòt itilizasyon ki gen pou wè ak lòt moun ki gen rapò ak dlo ki ka fè yon lòt itilizasyon ki gen pou wè ak lòt moun ki gen rapò ak dlo ki ka pran yon lòt itilizasyon ki gen pou wè ak lòt moun ki gen pou wè ak lòt moun ki gen pou wè ak lòt moun ki gen rapò ak yon lòt ki gen rapò ak dlo ki pa gen okenn. Awondisman. " Sa a se vrèman remakab: yon travayè 26- ane-fin vye granmoun ak edikasyon fòmèl limite nan fizik patante transfè a wo-pousantaj nan done lè l sèvi avèk modulasyon elektrik nan yon sous limyè semi-conducteurs nan 1929. Piblikasyon yo inovatè ak rive nan Lorev, sepandan, rete lajman fènwa pou dè dekad. Nan ane 1940 yo, amelyore konpreyansyon ak kontwòl semi -kondiktè yo te lakòz kreyasyon premye junction P -N, ki te swiv pa envansyon nan premye tranzistò a. Premye poul yo itilize byen devlope P-I-N rakor yo te kapab fabrike ak ranfòse.
Yon semi -conducteurs se yon sibstans ki gen konduktiviti ka chanje pa entwodiksyon nan enpurte li te ye tankou dopan. Semiconductors inòganik yo se materyèl cristalline tankou Silisyòm (SI), Arsenide Gallium (GaAs), fosfid endyòm (INP), ak nitrid galyòm (GAN), karakterize pa Gwoup Mizik enèji pou elektwon. Se anwo kay la ki pi wo okipe gwoup la refere yo kòm gwoup la valans, ki se plen ak elektwon nan yon semi -conducteurs undoped, men ki vin apre pi wo gwoup la enèji, yo konnen kòm gwoup la kondiksyon, rete antyèman vid nan yon semi -conducteurs undoped. Se diferans nan enèji ant minimòm gwoup la kondiksyon an ak pi wo gwoup la valans a refere yo kòm diferans gwoup semi -conducteurs la. Pwosesis limyè-emisyon an nan yon semi-conducteurs se senp: lè yon elèktron okipe gwoup la kondiksyon ak yon pòs vid ki egziste nan gwoup la valans (yo rele yon twou), kondiksyon-band elèktron la ka tranzisyon nan okipe eta a vid nan gwoup la valans, divilge diferans lan enèji (diferans nan gwoup) kòm yon foton ki emèt (Fig. 1). Elektwonik la ak twou a recombine, sa ki lakòz emisyon yon foton. Pwosesis sa a rive nan majorite nan semi -conducteurs, ak eksepsyon remakab li te ye tankou semi -kondiktè endirèk, tankou Silisyòm oswa germanium, kote emisyon fotonik pa dirèkteman pèmèt, sa ki lakòz ensifizans siyifikatif. Pou fabrike yon semi -conducteurs ki ap dirije, li esansyèl nan an menm tan pozisyon elektwon nan gwoup la kondiksyon ak twou nan gwoup la valans nan materyèl la. Sa a se kote dopan sipoze siyifikasyon. Yon semi -conducteurs intrinsèques fonksyone kòm yon insulator, kòm elektwon yo nan gwoup la valans rete immobile akòz absans la nan eta ki disponib pou mouvman elektwonik; Men, semi -kondiktè yo ka doped nan de manyè distenk. Lè enpurte yo enkòpore nan kristal la ak yon elèktron adisyonèl pou chak atòm, sa yo tranzisyon elektwon sipli nan gwoup la kondiksyon. Pou egzanp, ranplase kèk atòm GA ak SI atòm nan yon Crystal GaAs rezilta nan N-kalite dopan, karakterize pa prezans nan elektwon nan gwoup la kondiksyon. Kontrèman, enpurte dépourvu nan yon elèktron ka prezante, sa ki lakòz p-kalite dopan, karakterize pa egzistans lan nan twou nan gwoup la valans. Yon aspè enpòtan se ke dopan konstitye atòm minorite andedan estrikti a kristal: yon sèl atòm dopan nan mitan yon milyon atòm estanda ka siyifikativman amelyore konduktiviti elektrik. Metrize nivo a dopan se esansyèl pou Pèrsonalizasyon karakteristik elektrik yo nan semi -kondiktè. Ekspètiz sa a, ki te kòmanse nan ane 1940 yo ak ane 1950 yo, te presipite revolisyon yo nan mikroelectronics ak optoelectronics. Konfigirasyon fondamantal la pou emisyon limyè ki sòti nan yon semi-conducteurs enplike nan entegrasyon an nan N-kalite (ak elektwon nan gwoup la kondiksyon) ak p-kalite (ak twou, oswa absans nan elektwon, nan gwoup la valans) materyèl yo. Lè sibi patipri elektrik, elektwon ak twou, ki travèse nan direksyon opoze-kote yon twou bò gòch-deplase nan gwoup la valans koresponn ak dwa-deplase elektwon-konvèti nan junction a PN, sa ki lakòz recombination ki emèt foton (Fig. 2). Lè yo fin fè konpreyansyon pa kominote a rechèch, aksyon an voulu te vin evidan: kapasite nan sentèz-wo kalite kristal ak jisteman kontwole P-kalite ak N-kalite dopan. Inogirasyon GAAS enfrawouj ki te ekspoze a te ekspoze nan lane 1962, imedyatman te reyisi pa premye poul vizib devlope pa lòt ekip yo. N. Holonyak, yon chèchè nan General Electric, defann pou alyaj la GAASP, pèmèt l 'montre inogirasyon vizib lazè a dyòd semi -conducteurs. Li esansyèl pou rekonèt N. Holonyak, ki, pami lòt moun, te avanse siyifikativman konpreyansyon ak kontwòl emeteur limyè semi -conducteurs yo. Nan 1963, Nick Holonyak prevwa nan Reader a dijere ke semi -conducteurs poul ta evantyèlman ranplase tout anpoul limyè pou aplikasyon pou ekleraj jeneral, malgre premye semi -conducteurs yo emèt limyè trè dim ak montre efikasite nan sèlman fraksyon nan yon pousan akòz bon jan kalite materyèl enferyè. Ki kritè li te itilize pou jenere prediksyon sa a? Holonyak rekonèt ke anpoul enkandesan limyè fonksyone menm jan ak emeteur nwa-kò, pwodwi yon koub espèk korelasyon ak tanperati a filaman; Kòm tanperati a ogmante, spectre nan emisyon orè nan direksyon pou pi kout longèdonn. Anpoul yo ki pi efikas enkandesan sitou emèt limyè enfrawouj, ki se efikas pou ekleraj ak olye fonksyon kòm yon sous chalè. Konvèsyon nan pouvwa elektrik nan pouvwa vizib optik se natirèlman contrainte nan apeprè 5%. Nan semi -conducteurs poul, fizik la divèrj siyifikativman: prèske 100% nan pouvwa elektrik ka transfòme nan pouvwa optik, ak yon byen reglemante emisyon longèdonn (miyò, diferans nan gwoup detèmine enèji a ak kidonk longèdonn nan foton an emèt). Yon moun ka anvizaje yon aparèy ekipe ak poul ki emèt sou plizyè longèdonn vizib, chak montre yon segondè (de preferans inite) efikasite konvèsyon, kon sa ki pèmèt emisyon nan vizib limyè blan (oswa nenpòt ki konbinezon chwazi nan koulè vizib) san yo pa pèt tèmik (Fig. 3). Sa a ta dwe, nan teyori, fonksyon; Defi a sèl se nan akonplisman matirite a teknolojik oblije fabrike poul trè efikas nan sèten longèdonn. Jefò sa a te okipe chèchè semi -conducteurs pou deseni ki vin apre epi finalman te lakòz nan2014 Nobel Prize.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd te etabli an 2010. Li se yon nasyonal gwo teknoloji antrepriz konsepsyon entegre, R&D, pwodiksyon ak lavant nan pwodwi ekleraj andedan kay la ak deyò epi tou li ka fè OEM, ODM .Pou plis detay sou ofrann nou yo, tanpri kontakte nou nanbwzm18@ledbenweilighting.com
