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自組裝粒子點亮了LED燈照明的未來  現(xiàn)在，普林斯頓大學的工程技術(shù)人員已經(jīng)找到了另一個路徑通過精煉稱為鈣鈦礦結(jié)晶物質(zhì)的制造LED光源的技術(shù)，這是一種實現(xiàn)制造更有效和低成本的可用于放在貨架上銷售的LED替代品的途徑。 研究人員開發(fā)出的這一種技術(shù)，其中納米級的鈣鈦礦粒子可進行自組裝，以產(chǎn)生更高效，穩(wěn)定和持久的鈣鈦礦型發(fā)光二極管。這項研究的相關(guān)論文于1月16日發(fā)表在《自然光子》雜志上，可用于加快鈣鈦礦技術(shù)的應用，如照明，激光，電視和電腦屏幕等商業(yè)應用中。 “太陽能電池材料的性能的相關(guān)技術(shù)近年來有了很大的進步，它們的固有屬性，給予它們在LED相關(guān)應用中很多潛在價值，但不能創(chuàng)造出均勻發(fā)光的納米鈣鈦礦薄膜限制了它們的這種潛力，”Barry Rand說，他是普林斯頓大學電氣工程和能源與環(huán)境Andlinger中心的助理教授。 “我們的新技術(shù)允許這些納米粒子自我組裝，創(chuàng)造超細晶薄膜，制造工藝的進步，使基于鈣鈦礦發(fā)光二極管看起來更像是一個可行潛在的現(xiàn)有技術(shù)，”該研究的首席研究員Rand首席補充說。 當LED兩端施加電壓時LED會發(fā)光。當激光燈開始發(fā)射時，電流迫使電子從二極管的負側(cè)流動到正極的一面。這就是以光的形式釋放能量。當電流被嚴格控制時，LED的操控性能最好。在Rand研究的該設備中，基于納米粒子的薄片可實現(xiàn)。 LED燈相比白熾燈泡有許多優(yōu)點，包括耐用性，壽命更長，更小的尺寸，節(jié)能和低熱量。雖然它們在房間照明應用中相比熒光燈仍然是更昂貴的，但他們更節(jié)能，照亮更快，且針對環(huán)境問題的相關(guān)處置問題較少。 Rand的研究小組和其他研究人員正在探索鈣鈦礦作為一個潛在的低成本替代氮化鎵（GaN）的用于LED制造的材料。低成本的LED將加快燈泡的驗收，減少能源使用和對環(huán)境影響。 鈣鈦礦是原來在俄羅斯世紀中葉，由俄羅斯礦物學家Lev perovski發(fā)現(xiàn)并命名的礦物。“鈣鈦礦”延伸的一類化合物，共享Perovski的礦物的晶體結(jié)構(gòu)，具有不同的結(jié)構(gòu)組合，且具有鉆石形狀的長方體。 鈣鈦礦氧化物具有一些有趣的性質(zhì)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，它們可以實現(xiàn)超導和半導體的性質(zhì)，使其成為可用于電氣裝置的有前途的材料。近幾年來，他們一直被認為是一個潛在的可太陽能板中硅的材料：具有更便宜制造，提供同等效率等優(yōu)點，就像一些硅基太陽能電池。 有機-無機雜化鈣鈦礦層由溶解有鈣鈦礦金屬的鹵化物和有機鹵化銨溶液進行制備。這是一個相對便宜和簡單的過程，可以提供一個廉價的基于硅的和其他發(fā)光二極管材料的替代。 然而，當?shù)玫降陌雽w薄膜可以發(fā)出鮮艷的顏色光，晶體形成的分子結(jié)構(gòu)的膜太大，這使得他們效率低下，不穩(wěn)定。 |
