Калифорнийские ученые выявили главную проблему светодиодов

Исследователи американского Университета Калифорнии и французского École Polytechnique похоже нашли причину проблемы светодиодов, которые одна при повышении тока резко снижают количество испускаемого ими света. Оказалось, что дело в так называемой «рекомбинации Оже» — нерадиоактивном процессе, в результате которого генерируется тепло. На сегодняшний день светодиоды используются в основном в электронике, в связи с тем, что у них есть одна серьёзная проблема эффективности: при повышении тока, количество испускаемого ими света резко падает. Эта проблема волновала учёных многие годы, но исследователи из Университета Калифорнии и французского École Polytechnique говорят, что, наконец, сумели разгадать эту загадку. В своём исследовании они определили, что причиной падения эффективности является процесс, называемый «рекомбинация Оже» — нерадиоактивный процесс, который генерирует тепло. Светодиодные лампы содержат в себе микрочип с полупроводниками позитивного и негативного типа, сделанными из нитрида галлия. Между ними, в квантовом колодце, негативные электроны из одного полупроводника и электронные дырки из другого рекомбинируют, производя фотон света. Когда же на полупроводник поступает больше электричества, продуцируется больше тока – до определённого момента. В низкоэнергетических устройствах, например, в сотовом телефоне, процесс работает отлично. Но когда подаваемый ток повышается до уровня, которого было бы достаточно для освещения комнаты, светодиоды на основе нитрида перестают производить фотоны в соответствующем масштабе. По данным исследователей из Университета Калифорнии, это происходит потому, что электроны сталкиваются друг с другом и преобразуют полученную при этом энергию в тепло, вместо ожидаемого света. Если же разработчики смогут решить эту проблему, то светодиоды безболезненно заменят компактные флуоресцентные лампы в качестве освещения будущего. Теоретически, светодиоды способны производить около 300 люмен на ватт мощности, что делает их в три раза эффективнее энергосберегающих флуоресцентных ламп. При этом их легче утилизировать, поскольку они не содержат ртуть.

Источник: gisee.ru