Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© Mikael Syväjärvi / Yiyu Ou DTU Komponenter | 02 oktober 2017

Nya landvinningar inom lysdioder i SiC

Forskare vid Danmarks tekniska universitet har, tillsammans med kollegor vid Linköpings universitet och Meijo University i Japan, tagit ytterligare ett steg i utvecklingen av lysdioder i dopad kiselkarbid (SiC). Lysdioder som avger ett rent vitt ljus utan varmvita toner.
Forskningen kring att göra vita lysdioder av kiselkarbid går framåt. Nu visar forskare från Danmarks tekniska universitet (DTU) i samarbete med forskare från Linköpings universitet (LiU) hur vitt ljus kan skapas från ett enda skikt från kiselkarbid, rapporterar LiU i sitt senaste nyhetsbrev.

De vita lysdioder som används idag består av en lysdiod i galliumnitrid (GaN) som avger ett blått ljus. Ovanpå den finns ett filter bestående av fosfor som gör att ljuset blir vitare. Men en nackdel är enligt forskarna att dessa lysdioder ofta har ett blåtonat ljus som kan upplevas som onaturligt.

– Fosforn i traditionella vita lysdioder bryts med tiden ner av värmen som alstras när de lyser. Kiselkarbid däremot tål hög värme, och ger en beräknad livstid av lysdioden på minst 35 år. Dessutom behövs inga sällsynta jordartsmetaller i lysdioder av kiselkarbid, säger Mikael Syväjärvi, förste forskningsingenjör vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM.

LiU-forskare inom halvledarmaterialområdet, däribland professor Rositsa Yakimova och Mikael Syväjärvi, ledde ett nordiskt projekt och utvecklade redan under åren 2010–2012 en grundteknik som patenterats för att få fram kiselkarbid som avger ljus. Forskningen bromsades sedan upp av brist på finansiering tills ett uppföljningsprojekt lett av biträdande professorn Haiyan Ou vid DTU fick forskningsanslag år 2015.

Vitt ljus utan färgtoner

Nu presenterar teamet, med forskare från DTU, Meijo University i Japan och LiU, sitt senaste framsteg i en artikel i tidskriften Scientific Reports.

– I det första steget handlade det om att tillverka kiselkarbidmaterialet, och då visade vi att det är möjligt att göra lysdioder med varmt vitt ljus. Vårt mål i det här andra steget var att få fram ett rent vitt ljus utan färgtoner, säger Mikael Syväjärvi, som är en av medförfattarna till artikeln.

För att få varmt vitt ljus från kiselkarbid dopar forskarna materialet med kväve och bor på ett kontrollerat sätt. Dopämnena gör att elektroner rör sig mellan olika laddningar och avger ljus. Beroende på vilket ämne som tillsätts får ljuset som kiselkarbiden avger olika ljus. LiU-forskarna har tidigare visat att dopning med kväve och bor ger ett glödlampsliknande ljus mellan gult och grönt. En tillsats av kväve och aluminium i ett andra lager kan ge ljus i det blå-gröna spannet och göra ljuset rent vitt. Men det har av olika anledningar varit klurigt att få det tillvägagångssättet att fungera bra. Forskarna har nu hittat ett alternativt sätt.

– De danska forskarna har modifierat kiselkarbidens yta till en porös struktur som avger det blå-gröna ljuset. När tekniken används tillsammans med dopad kiselkarbid får man en integrerad struktur som avger ett vitt ljus. Det är första gången det har gjorts en kombination av två tekniksteg för att få fram det vita ljuset utan färgtoner, säger Mikael Syväjärvi.

Kiselkarbiden i det nya samarbetet har vidareutvecklats av Valdas Jokubavicius, postdoktor vid IFM.

– Det behövs fortfarande flera års utveckling innan lysdioder baserade på den här tekniken kan komma ut på marknaden. Men det är jättekul att det går framåt. Det har kommit in fler forskare i det här forskningsfältet och intresserat sig för möjligheten att göra vita lysdioder av kiselkarbid, säger Mikael Syväjärvi.

Artikeln: White light emission from fluorescent SiC with porous surface, finns här.

Kommentarer

Vänligen notera följande: Kritiska kommentarer är tillåtna och till och med uppmuntrade. Diskussioner är välkomna. Verbala övergrepp, förolämpningar, rasistiska och homofobiska kommentarer är inte tillåtna och sådana inlägg kommer att raderas.
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2017-11-14 20:30 V8.8.9-2