| Разработчики: | Дальневосточный Федеральный Университет (ДВФУ) |
| Дата последнего релиза: | 2021/01/26 |
| Отрасли: | Электротехника и микроэлектроника |
2021: Оптимизация состава и параметров композитных керамических преобразователей света
Материаловеды Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с международной командой исследователей оптимизировали состав и параметры композитных керамических материалов-люминофоров (Ce3+:YAG–Al2O3), твердотельных преобразователей света, которые можно применять в наземных и авиакосмических технологиях. Светодиодные системы на основе разработанных материалов на 20-30 процентов энергоэффективнее коммерческих аналогов. Об этом университет сообщил 26 января 2021 года.
Ежегодно на освещение тратится более 15% всего мирового производства электроэнергии, в денежном выражении – около 450 млрд долл. Согласно дорожной карте по развитию фотоники в РФ, освоение светодиодной техники с эффективностью более 150 лм/Вт позволит высвободить до 30% электроэнергии уже к 2025 г.
На основе полученных керамических светопреобразователей можно производить как компактные энергоэффективные светодиоды белого свечения (wLEDs), так и высокомощные (сверхъяркие) системы. Данный материал востребован во многих приложениях фотоники − от портативных проекторов и эндоскопов до лазерных телевизоров с диагональю более 100 дюймов, осветительных приборов для авто- и авиастроения, мегасооружений и т.п. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда.
 | Потребление белых светодиодов (wLEDs) составляет больше половины от общего потребления светодиодов высокой яркости. Особенности технологии производства органических люминофоров для коммерческих белых светодиодов приводят к тому, что светоизлучающий диод быстро `стареет`, теряет яркость и качество цветопередачи в процессе эксплуатации. Мы решили эту проблему, создав полностью неорганические преобразователи света в форме композитных керамик на основе алюмоиттриевого граната, активированного церием Ce:YAG, и термически-стабильной фазы оксида алюминия Al2O3, — рассказывает младший научный сотрудник НОЦ «Передовые керамические материалы» департамента промышленной безопасности Политехнического института (школы, ПИ) ДВФУ Анастасия Ворновских. |  |
Композиты характеризуются высокими показателями температурной прочности и теплопроводности, выдерживают высокую мощность накачки, и генерируют яркий белый свет без явного теплового тушения интенсивности фотолюминесценции. Это позволяет снизить рабочую температуру светодиодного устройства более чем в 2 раза в сравнении с коммерческими образцами Ce:YAG: до 120÷70°С.
| | Композиты, синтезированы методом реакционного спекания в вакууме порошков исходных оксидов алюминия, иттрия, церия и гадолиния. Особое внимание в работе уделено выявлению количественной взаимосвязи основных рассеивающих центров — остаточных пор и кристаллитов Al2O3 – и спектроскопических свойств керамических люминофоров. Наши светопреобразователи соответствуют всем требованиям для wLEDs последнего поколения − имеют длительный срок службы, высокую эффективность светоотдачи и индекс цветопередачи при сохранении требований к экологичности материала и его размерам, — отмечает руководитель проекта Денис Косьянов, директор НОЦ `Передовые керамические материалы` департамента промышленной безопасности ПИ ДВФУ. | |
В работе приняли участие специалисты ДВФУ, Шанхайского института керамики и Шанхайского технологического института, Университета Китайской академии наук, Института химии Дальневосточного отделения РАН, а также Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН.
