Annons
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 gÄr framÄt. Nu visar forskare frÄn Danmarks tekniska universitet (DTU) i samarbete med forskare frÄn Linköpings universitet (LiU) hur vitt ljus kan skapas frÄn ett enda skikt frÄn kiselkarbid, rapporterar LiU i sitt senaste nyhetsbrev.

De vita lysdioder som anvÀnds idag bestÄr av en lysdiod i galliumnitrid (GaN) som avger ett blÄtt ljus. OvanpÄ den finns ett filter bestÄende av fosfor som gör att ljuset blir vitare. Men en nackdel Àr enligt forskarna att dessa lysdioder ofta har ett blÄtonat ljus som kan upplevas som onaturligt.

– Fosforn i traditionella vita lysdioder bryts med tiden ner av vĂ€rmen som alstras nĂ€r de lyser. Kiselkarbid dĂ€remot tĂ„l hög vĂ€rme, och ger en berĂ€knad livstid av lysdioden pĂ„ minst 35 Ă„r. Dessutom behövs inga sĂ€llsynta jordartsmetaller i lysdioder av kiselkarbid, sĂ€ger Mikael SyvĂ€jĂ€rvi, förste forskningsingenjör vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM.

LiU-forskare inom halvledarmaterialomrĂ„det, dĂ€ribland professor Rositsa Yakimova och Mikael SyvĂ€jĂ€rvi, ledde ett nordiskt projekt och utvecklade redan under Ă„ren 2010–2012 en grundteknik som patenterats för att fĂ„ fram kiselkarbid som avger ljus. Forskningen bromsades sedan upp av brist pĂ„ finansiering tills ett uppföljningsprojekt lett av bitrĂ€dande professorn Haiyan Ou vid DTU fick forskningsanslag Ă„r 2015.

Vitt ljus utan fÀrgtoner

Nu presenterar teamet, med forskare frÄn 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 dĂ„ visade vi att det Ă€r möjligt att göra lysdioder med varmt vitt ljus. VĂ„rt mĂ„l i det hĂ€r andra steget var att fĂ„ fram ett rent vitt ljus utan fĂ€rgtoner, sĂ€ger Mikael SyvĂ€jĂ€rvi, som Ă€r en av medförfattarna till artikeln.

För att fÄ varmt vitt ljus frÄn kiselkarbid dopar forskarna materialet med kvÀve och bor pÄ ett kontrollerat sÀtt. DopÀmnena gör att elektroner rör sig mellan olika laddningar och avger ljus. Beroende pÄ vilket Àmne som tillsÀtts fÄr ljuset som kiselkarbiden avger olika ljus. LiU-forskarna har tidigare visat att dopning med kvÀve och bor ger ett glödlampsliknande ljus mellan gult och grönt. En tillsats av kvÀve och aluminium i ett andra lager kan ge ljus i det blÄ-gröna spannet och göra ljuset rent vitt. Men det har av olika anledningar varit klurigt att fÄ det tillvÀgagÄngssÀttet att fungera bra. Forskarna har nu hittat ett alternativt sÀtt.

– De danska forskarna har modifierat kiselkarbidens yta till en porös struktur som avger det blĂ„-gröna ljuset. NĂ€r tekniken anvĂ€nds tillsammans med dopad kiselkarbid fĂ„r man en integrerad struktur som avger ett vitt ljus. Det Ă€r första gĂ„ngen det har gjorts en kombination av tvĂ„ tekniksteg för att fĂ„ fram det vita ljuset utan fĂ€rgtoner, sĂ€ger Mikael SyvĂ€jĂ€rvi.

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

– Det behövs fortfarande flera Ă„rs utveckling innan lysdioder baserade pĂ„ den hĂ€r tekniken kan komma ut pĂ„ marknaden. Men det Ă€r jĂ€ttekul att det gĂ„r framĂ„t. Det har kommit in fler forskare i det hĂ€r forskningsfĂ€ltet och intresserat sig för möjligheten att göra vita lysdioder av kiselkarbid, sĂ€ger Mikael SyvĂ€jĂ€rvi.

Artikeln: White light emission from fluorescent SiC with porous surface, finns hÀr.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2018-12-13 13:08 V11.10.14-2