Diodelampe

En diodelampe er et feil og forenklet navn som hovedsakelig brukes i hverdagen for å betegne elektriske halvlederbelysningsenheter. Operasjonsprinsippet er basert på fenomenet elektroluminescens av halvledere.

Semiconductor enheter som lyskilde

Etter å ha blitt kjent med annen informasjon på nettstedet, vet allerede at toppen av utviklingen av lysdioder falt på oppfinnelsen av rubinlaseren. Deretter avslørte den kalde krigen frøene til lokale konflikter, og i dag står statens interesser ofte i motsetning til hverandre. La oss forklare: ideen om å skape et laservåpen var utbredt før, men en rekke vanskeligheter gjorde det ikke mulig å arbeide effektivt med stråling:

1. Ruby-laseren, så vel som gass en, krever intensiv kjøling. Det er ikke mulig å installere slike enheter på luftfart eller romfartøy: tung, stor og krever mye energi til arbeid. Teksten har allerede vurdert argumenter på denne poengsummen til akademiker Ioffe. Sistnevnte var av den oppfatning at termoelementene er lovende i denne konteksten.
   

   Akademiker Ioffe

instagram viewer
2. Strålingskraft, konsentrert i et smalt område, faller raskt i atmosfæren. Selv i vinduene med åpenhet, er bruken av slike teknologier urentabel. Imidlertid ble lasere aktivt brukt i satellittkommunikasjon. Kilder vil bli funnet å hevde at det har blitt vanlig for militæret siden tidlig på 70-tallet av XX-tallet. Selvfølgelig, ved eksemplet av de amerikanske væpnede styrker.
3. Kraften til halvlederlasere var ikke for stor. Og ikke bare på grunn av lav effektivitet( knapt nådd 1% for de første enhetene).Nå er det avanserte produkter som konverterer halvparten av energien til fotoner. Den teknologiske faktoren av den praktiske ugjennomførbarheten for å skape et stort pn-kryssningsområde trer i kraft.

Det er fordelaktig å bruke stråling av de optiske og tilstøtende områdene for behovene til informasjonsoverføring - disse er de beste frekvensene i dag. På grunn av den lille bølgelengden( ifølge Kotelnikovs teorien), er det mulig å legge stor mengde data på et kort område. Hva øker overføringshastigheten. I dag opererer de fleste høyverdige datanettverk i det optiske området, ved hjelp av metoder som ligner de som er observert i LED-lamper.

Historien om opprettelsen av enheter er skissert i avsnittet ovenfor, la oss se på utviklingen av teknologi. Det er kjent at i 1960-tallet ble LEDene aktivt utviklet, men det ble observert en rekke vanskeligheter. Effektiviteten av blå stråling viste seg for eksempel å være så liten at det ikke var fornuftig å bruke teknologien i praksis. Det var vanskeligheter med å studere egenskapene til nye materialer, deres fremstilling. Elektroluminescens fortsetter i tre trinn:

1. Excitasjon av bærepar av begge tegn på grunn av påført spenning.
2. Termisk transport av bærere, utjevning av energi for en gitt temperatur.
3. Rekombinasjon med utslipp av fotoner utenfor.

LED-kjemisk sammensetning

Krystall uorganisk halvledere Fra engelsk står forkortelsen LED for lysemitterende diode. Oversetteren til russisk er for komplisert, som professoren i Polytechnic Institute i Troy Schubert snakker direkte om, og derfor forenkles det - LED.For å få en ide om prinsippene for pn-strukturen, er det nødvendig å lære grunnleggende ting. I halvlederfysikk klassifiseres materialer vanligvis i henhold til det periodiske tabellen fra den åttende gruppen og den syvende perioden. Det finnes andre grafiske former for registrering av periodicitetsloven, men ikke i denne sammenheng. For å betegne krystallet velg det første sifferet. Hvis en halvleder dannes av to elementer, er gruppene listet i rekkefølge.

Kadmiumtellurid, som lett brukes som fotonemitter og som mottaker av optisk stråling, tilhører for eksempel gruppen av materialer AIIBVI.Sekvensen tilsvarer kjemisk formel. I denne forbindelse ser cadmium telluride ut som CdTe. Det er lett å spore det elementet A er i den andre gruppen, og B er i den sjette. Silikonkarbid( karborund), på grunnlag av hvilke fotonemisjonseffekter som først ble vist, tilhører den sjeldne AIVBIV-gruppen, og har blitt den eneste representanten.

Ved egenskaper er den vanskeligste malmen på planeten blitt en analog av enkle elementer: diamant, silisium, germanium. De sistnevnte to er mye brukt i ren og dopet form. Egenskapene til halvledere er helt bestemt av energitilstandene til elektronene, bredden av det forbudte bandet. Inntrer i en ren krystall av urenhet, forsøker forskere å motta nye egenskaper. For eksempel, når doping germanium med arsen, får materialet n-type ledningsevne på grunn av tilstedeværelsen av frie elektroner i området av inhomogeniteter dannet av urenheter. Så er halvledere vurdert:

• Av antall grunnleggende generatorer:

1. Simple. Består av et enkelt element i det periodiske systemet.
2. komplisert. Formet av to( eller flere) kjemiske elementer.

• Ved kilden til oppkjøpet av nødvendige kvaliteter:

1. Clean. Ingen urenheter.
2. Legert. Med tillegg av andre kjemiske elementer i krystallgitteret.

Tegnene ovenfor er kjennetegnet ved krystallinske uorganiske halvledermaterialer. Blant dem mottok de mest utbredte, i tillegg til enkle, forbindelser: AIIIBV, AIIBIVCV2( for eksempel CdSnAs2, en nær analog indiumarsenid).Sistnevnte gruppe har et chalkopyrittkrystallgitter, selv om dette materialet ikke er inkludert i denne familien. Komplekse stoffer opprettes ved å fusjonere de opprinnelige stoffene i riktig proporsjon, og danner ofte elektronisk eller hullledningsevne uten innføring av urenheter. Husk at størrelsen på kvanteoverganger i et materiale er av største betydning.

Separat fra binære halvledere er det vanlig å klassifisere oksider. Noen av materialene( cuprite) finnes i naturen. Vekstprosesser er for tiden ikke godt forstått, men kobberoksid( AIIBVI) brukes i prosjektering. Oksider nevnes separat på grunn av tilstedeværelsen av utvalgte materialer i gruppen( for eksempel La2CuO4) superledningsevne ved relativt høye temperaturer - 130 K. Krystallstrukturer av en rekke halvledere er karakterisert ved lagring, uttalt egenskaper i to dimensjoner( film).

Ikke-krystallinske uorganiske halvledere

Ved å bytte teknologi, kan enkelt enkle og komplekse halvledere gjøres amorfe( glassformede).Da er krystallstrukturen av materialet ikke synlig. Alle halvledere i gruppen har n-type ledningsevne, demonstrerer en lys respons på fotoner, som gjør at de kan brukes som en del av solceller. Så, tilstedeværelsen av bestemte nivåer antyder muligheten for å skape og lysdioder på en bestemt basis.

Globalt er amorfe halvledere delt inn i grupper:

• Oksidglass er dannet ved fusjon. Prosessen innebærer oksider av elementer med variabel valens( overgang), oksider av formingsstoffet( bor, fosfor), oksider av modifikatorer( kalsium, bly, barium).Videre er overgangselementet inneholdt i minst to tilstander av valens, som bestemmer tilstedeværelsen av spesielle egenskaper.
• Chalcogenides - forbindelser av elementer i den sjette gruppen av det periodiske systemet( selen, tellur, svovel) med metaller. Navnet på materialene som mottas for hyppig inkludering i malmen. Ofte brukt i optikk, i 60-tallet beskrevet muligheten for å bruke for å lage lagringsenheter( inkludert ikke-flyktige).Ulempene inkluderer dårlig kjemisk motstand og tendens til krystallisering.
• Organiske halvledere brukes til å skape lysdioder. Overveiende polymerstruktur. For første gang demonstreres effekten av luminescens på krystaller av akryt og akridin. Blant organiske materialer er det to grupper:

1. Med en modell basert på ladeoverføring.
2. Med et system med utviklede konjugerte dobbelt- og trippelbindinger.

• I krystallgitteret av silisiumkarbid, germanium, er siliciumatomer plassert i hjørner av tetraederet. Den amorfe strukturen er preget av mangelen på bestilling av individuelle kubiske bestanddeler av et stoff.

Organiske halvledere

Organiske halvledere betraktes som krystaller, polymerer eller amorfe stoffer. Opprinnelses naturen fastsatt i tittelen. Effekten av elektroluminescens basert på organiske halvledere ble oppdaget i 1953 av Andre Bernanoz. Eksperimenter på studiet av kjemiluminescens rett førte forskeren til oppdagelsen av belysningen av akriin og akridin. Ereen av organiske lysdioder begynte i 1987 takket være Codec. Dr. Tang oppdaget gløden av polymerfilmen Alq3( tre-8-hydroksykinolat-aluminium).Den nye grønne LED hadde unike egenskaper og brukes fortsatt i teknologi.

Tilsvarende viser krystallstrukturen av elementene i det periodiske bord egenskapen til elektroluminescens. Særskilte egenskaper betraktes som høy effektivitet og lav pris. I 1989 lærte laboratoriet ved Universitetet i Cambridge å produsere organiske polymerer. Oppdagelsen av Richard Friend, Donal Bradley og Jeremy Barrow førte til etableringen i 1992 av Cambridge Display Technology( en divisjon av Sumitomo Chemical) med en omsetning på 285 millioner dollar for 2007.Laboratorier av bedriften og i dag er engasjert i søket etter nye polymere materialer, undersøkelse av deres egenskaper.

Den første svart-hvite skjermen med passiv rekke organiske lysdioder ble utgitt av Pioneer i 1996.Skjermoppløsningen var bare 256x64 piksler. I samme år presenterer CDT sitt eget arbeid i det nevnte området. I 2000, takket være LG, oppstod de første designene for mobile enheter. I 2016 har Samsung investert $ 325 millioner i teknologi på OLED-fleksible skjermer med samtidig fordobling av produksjonen, mens ny Mercedes vil bli utstyrt med 12,3-tommers skjermer.

I dag brukes organiske lysdioder allerede i bakgrunnsbelysningen av matrisen. LG har utviklet og produsert spesielle skrivere som kan skrive ut for å produsere paneler til belysningsformål. Dette løser spørsmålet om prisen på organiske lysdioder. Den store fordelen var muligheten til å justere lysstyrken. Ikke langt unna er dagen da diodelamper begynner å fungere på bekostning av organisk materiale.

Fordelene med LED-lamper

Til tross for den lave effektiviteten til lysdioder har lamper basert på dem enorme egenskaper. Energiforbruket, alt annet, blir redusert med en størrelsesorden. Det gir deg mulighet til å tilbakebetale kostnadene for enheter i løpet av året, produsenten gir vanligvis en garanti på 3 eller flere. Det er imidlertid ikke lett å få det på kinesiske produkter som selges under ulike europeiske merker. Den listige produsenten i instruksjonene indikerer behovet for å returnere produkter av selgeren, og sistnevnte er ikke alltid klar til å gå for det.

Hovedtemaet - segmentet i dag blomstrer. LED-lampe i morgen blir de facto-standarden for belysningsbehovet.