Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Статистика
На русском, статей
Улучшено за 24 ч.
Добавлено за 24 ч.
Альтернативы
Недавние
Show all languages
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Из Википедии — свободной энциклопедии

Синий светодиод

Си́ний светодио́д — светоизлучающий оптоэлектронный полупроводниковый прибор с синим цветом свечения.

Светодиоды красного, зелёного и синего цветов позволяют синтезировать всё видимое излучение (включая белый свет). При этом синий светодиод отличается от первых двух сложностью конструкции.

Технологии

Для создания синего светодиода требуется использование полупроводников с большой шириной запрещённой зоны, поскольку энергия излучаемых фотонов, возникающих при рекомбинации электронов и дырок, зависит именно от этой величины. Полупроводниками с большой шириной запрещённой зоны являются карбид кремния, соединения элементов II и IV группы таблицы Менделеева и нитриды элементов III группы. Промышленные синие светодиоды производятся из двойного гетероструктурного кристалла нитрида галлия (GaN), в котором в зоне p-n-перехода вставлен излучательный слой нитрида индия-галлия (InGaN)[1]. В качестве подложки для кристалла используется карбид кремния или сапфир.

Кроме того, созданы синие светодиоды на основе карбида кремния и оксида цинка, однако первые обладают слишком низким квантовым выходом и, как следствие, низким КПД, а вторые имеют слишком большое удельное сопротивление, из-за этого они перегреваются. Подобные изделия не получили широкого распространения и в настоящее время не производятся.

История создания

Первый синий светодиод был создан ещё в 1971 в компании RCA. Его разработал Жак Панков[2], создавший светодиод на основе нитрида галлия.[3]

Первые промышленные синие светодиоды на основе карбида кремния серийно выпускались в 1980-х годах[4], в том числе и в СССР. Однако их яркость была весьма невелика, поэтому они не получили существенного распространения.

К 1980-м годам не существовало эффективных способов выращивания кристаллов и использования нитрида галлия. В конце 1980-х годов Исаму Акасаки и Хироси Амано усовершенствовали метод эпитаксиального выращивания кристалла и смогли получить синий светодиод на одиночном p-n-переходе, используя буферный слой AlN и разработанный ими способ получения, однако его эффективность была низкой.


С 1989 по 1995 год японский инженер Сюдзи Накамура, работавший в то время на японскую корпорацию Nichia Chemical Industries, решил ряд проблем производства светодиодов на основе нитрида галлия. Сначала он смог улучшить технологию производства GaN путём MOC-гидридной эпитаксии на сапфировой подложке, что позволило производить высококачественные кристаллы GaN. Затем он нашёл решение проблемы получения полупроводника p-типа. В 1991 году Накамура продемонстрировал пригодный к промышленному производству синий светодиод с одиночным p-n-переходом с максимумом излучения с длиной волны 430 нм, но эффективность его была по-прежнему мала[1].

Наконец, завершающим шагом, значительно повысившим эффективность излучения, было внедрение двойной гетероструктуры n-GaN—InGaN—p-GaN. Слой нитрида индия-галлия является активным, он захватывает свободные электроны, в нём происходит рекомбинация и излучение происходит наиболее эффективно. Меняя ширину слоя InGaN, можно изменять длину волны излучаемого света: это позволило получить не только синие, но и высокоэффективные зелёные светодиоды[1].

Светодиод с двойной гетероструктурой и излучающим слоем InGaN стал промышленным стандартом для производства синих светодиодов. На основе синих светодиодов были изготовлены белые, представляющие собой синий кристалл, покрытый люминофором на основе алюмо-иттриевых гранатов. Такие светодиоды, обладая высокой светоотдачей, оказались эффективным источником света и стали применяться для освещения. Изобретение синего светодиода сделало возможным существование отрасли светодиодного освещения.

За каждый патент Накамуры компания Nichia Chemical Industries выплачивала 170 долларов США. К 2000 году Накамура покинул компанию после более чем 20 лет работы в ней. Сразу же после выхода из компании он переезжает в США, откуда ему поступают предложения по работе, но на этом его проблемы с Nichia Chemical Industries не закончились. Он начал консультировать Cree Inc. (сейчас переименована в Wolfspeed Inc.), другую компанию по производству светодиодов. Nichia Chemical Industries была в ярости и подала в суд на Накамуру за утечку секретов компании. В ответ Накамура подал встречный иск на Nichia Chemical Industries за то, что она не выплатила ему должную компенсацию за изобретение, и потребовал 20 миллионов долларов США. В 2001 году японский суд принял решение в пользу Накамуры и обязал Nichia Chemical Industries выплатить ему сумму, в 10 раз превышающую его первоначальное требования, 189 миллионов долларов США. Но Nichia Chemical Industries подала апелляцию, и в итоге дело было урегулировано с выплатой 8.1 миллионов долларов США. В результате это хватило только на покрытие судебных издержек Накамуры.

К 1993 году компании «Nichia» удалось начать промышленный выпуск синих светодиодов нового типа. К 2002 году доля производства синих светодиодов у компании возросла до 60 процентов от общего объёма производства.

Позже также удалось создать ультрафиолетовые светодиоды на основе нитридных соединений галлия и алюминия всё тем же Накамурой.

В 2014 году Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуре была присуждена Нобелевская премия по физике «За изобретение эффективных синих светодиодов, привёдших к появлению ярких и энергосберегающих источников белого света»[5].

Применение

Основным применением синих светодиодов является использование в качестве основы для создания люминофорных белых светодиодов различного назначения, используемых в том числе в целях освещения. В данной конструкции часть излучаемого кристаллом света поглощается люминофором и переизлучается в зелёно-красной области, создавая белое свечение. Различные составы люминофора позволяют получить белый свет различной цветовой температуры.

Кроме белых, созданы и другие люминофорные светодиоды, к примеру, пурпурные, «янтарные», «мятные» и «цвета лайма» [6].

Синие светодиоды без люминофора применяются в медиафасадах, светодиодных экранах, в декоративной RGB-подсветке.

Кроме того, синие, а так же созданные на их основе люминофорные пурпурные светодиоды применяются для искусственного освещения растений.

См. также

Примечания

  1. 1 2 3 Ш. Накамура. История изобретения эффективных синих светодиодов на основе InGaN // Нобилевские лекции по физике. — Стокгольм, 2014. — Т. 186, № 5. — С. 524-536. Архивировано 7 февраля 2023 года.
  2. E. Fred Schubert Light-emitting diodes 2nd ed., Cambridge University Press, 2006 ISBN 0-521-86538-7 page 16-17
  3. Milestones in Development of LED. Дата обращения: 9 октября 2014. Архивировано из оригинала 14 октября 2014 года.
  4. Stringfellow, Gerald B. High brightness light emitting diodes (неопр.). — Academic Press, 1997. — С. 48, 57, 425. — ISBN 0127521569. Архивировано 1 октября 2016 года.
  5. Нобелевскую премию по физике получили создатели синих светодиодов Архивная копия от 16 декабря 2014 на Wayback Machine // Ведомости 07.10.2014
  6. В оригинальной документации к светодиодам приборам L1C1 производства Luxeon и XP-E2 производства Cree данные цвета называются Amber, Mint и Lime
Эта страница в последний раз была отредактирована 30 мая 2024 в 20:29.
Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).