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LED发光效能还将?#20013;?#25552;升

 

近几年来,环保议题?#20013;?#21319;温,让各种用电的现况出现了改变,而全球19%的电能都用于照明之中,LED灯逐渐取代传统照明灯具已经是发展趋势。众所周知,LED发光效能已经是比较高,那么,LED发光效能还能否?#20013;?#25552;高呢?
据美国物理学家组织网10月31日报道,美国佐治亚理工学院的研究人员利用氧化锌纳米线大幅提升?#35828;?#21270;镓发光二极管(LED)将电流转化为紫外线的效能。这个装置被认为是首个通过压电—光电效应在压电材料中产生电荷,从而使自身性能大幅提升的LED。相关研究报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志上。
    通过在纳米线上施加机械应变,佐治亚理工学院的研究人员在其中制造?#25628;?#30005;电势。该电势被用于调整电荷的传输,并加强LED的载子注入。这种压电电势对于光电设备的控制被称为压电—光电效应。这一效应可增加电子和空穴重新结合以产生光子的速率,并通过提升发光强度和增加注入电流,加强设备的外部效能,使其提升4倍之多。
    该校材料科学和工程系董事教???王中林表示,从?#23548;是?#20917;来看,这个新效应可对光电过程产生诸多影响,包括提升照明装置的能源效率?#21462;?#20256;统的LED一般使用量子阱等结构囚禁电子和空穴,这需要两者长时间保持足够靠近以进行重组。电子和空穴靠近的时间越长,LED装置的效?#31034;?#36234;高。虽然一般LED的内部量子效率能达到80%,但传统的单p-n结点薄膜LED的外部效率却只有3%。
    新装置内的氧化锌纳米线构成了p-n结的n,氮化镓薄膜则可作为其中的p。自由载子将被囚禁在这个界面区域内。压电—光电效应可在对设备施加0.093%压应力的情况下,使发光强度提升17倍,令结点电流增强4倍,从而使光电转化率提高约4.25倍。而在合适外应力的作用下,新装置的外部效率可达到7.82%,大大超过了传统LED的外量子效率。
    研究小组制成的LED能发出波长约为390纳米的紫外线,但王中林教授认为未来可?#30001;熘量?#35265;光范围,适用于各类光电设备。目前,高效的紫外线发射器在化学、生物、航空?#25945;臁?#20891;事和医疗技术领域都?#34892;?#35201;。
    王中林教授还表示,此次研究开辟了利用压电—光电效应调整光电设备的新领域。大幅提升LED照明设备的效率有望带来可观的能源节约,这对于在绿色和可再生能源技术领域的应用而言十?#31181;?#35201;,此外,这一发现还能应用于其他由电场控制的光学器件上。
    如果这一发现能否实现,将对会LED发光器件的产业化、市场华起到非常积极的促进作用。 
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