US-Forscher entwickeln Galliumnitrid-LED-Technologie mit doppeltem Lichtstrom
Laut einem Bericht von Phys.org vom 20. März haben Wissenschaftler der North Carolina State University in den USA kürzlich eine neue Technologie entwickelt, die die Helligkeit von Leuchtdioden (LEDs) deutlich erhöhen kann, ohne den Stromverbrauch zu steigern. Gleichzeitig ist diese neue Art von LED mithilfe eines speziellen Beschichtungsmaterials stabiler und anpassungsfähiger als herkömmliche LED-Produkte. Das entsprechende Papier wurde online in der international renommierten Chemiezeitschrift „Langmuir" veröffentlicht.
Stuart Wilkins, der Erstautor der Arbeit und Doktorand an der North Carolina State University, sagte, dass sie dies durch das Auftragen einer selbstorganisierenden Phosphatbeschichtung auf polare Galliumnitrid-Halbleiter erreicht haben.
Die Forscher stellten zunächst durch eine mehrschichtige Selbstorganisationstechnik Galliumnitrid aus Stickstoff und Gallium her. Anschließend fügten sie eine Phosphatgruppe hinzu, die organische Phosphormoleküle enthält, und trugen sie auf die Oberfläche des Galliumnitrid-Materials auf. Die Verwendung von Galliumnitrid-Halbleitern verbesserte die Lichteffizienz von LEDs, während das phosphatbasierte Material die Stabilität von Galliumnitrid sicherstellte, indem es chemische Reaktionen mit Stoffen in der Umgebung verhinderte und die Möglichkeit einer Auflösung in Lösung verringerte.
„Die Verbesserung der Stabilität von Galliumnitrid ist sehr wichtig", sagte Wilkins. „Denn dies kann die Voraussetzungen für neue Technologien im biomedizinischen Bereich in der Zukunft schaffen. Zum Beispiel implantierbare Sensoren."
Bekanntlich können Galliumnitrid-Halbleiter im Vergleich zu den auf dem Markt üblichen Silizium-Halbleiter-LEDs die Lichtausbeute erhöhen. Wenn bei gleichem Stromverbrauch eine Silizium-Halbleiter-LED einen Lichtstrom von 1000 Lumen erreichen kann, kann eine Galliumnitrid-Halbleiter-LED einen Lichtstrom von über 2000 Lumen erreichen. Daher haben LEDs auf Basis von Galliumnitrid-Halbleitern eine höhere Lichtausbeute und sind energiesparender. Darüber hinaus sind Galliumnitrid-Halbleiter-LEDs im Vergleich zu Silizium-Halbleiter-LEDs kleiner und leichter, wodurch sie sich leichter integrieren lassen.