নতুন ফসফর উচ্চ তাপ স্থিতিশীলতার সাথে এলইডি দক্ষতা বৃদ্ধি করে

ফসফর-রূপান্তরিত এলইডি (পিসিএলইডি) গ্যান-ভিত্তিক নীল বা নিকট-অতিবেগুনী (এনইউভি) চিপগুলিকে ডাউন-রূপান্তরকারী ফসফরগুলির সাথে একত্রিত করে দৃশ্যমান আলো সংশ্লেষণ করে।এই ফসফরগুলি চিপের উত্তেজনার আলোর একটি অংশ শোষণ করে এবং এটিকে দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যে রূপান্তর করে১৯৯০-এর দশকে উচ্চ উজ্জ্বলতার গ্যান এলইডিগুলির আবির্ভাবের পর থেকে, পিসিএলইডি তরল স্ফটিক প্রদর্শন ব্যাকলাইটিংয়ে (বিএলইউ) সর্বব্যাপী হয়ে উঠেছে,সাধারণ আলোকসজ্জা এবং বিশেষায়িত আলোকসজ্জার অ্যাপ্লিকেশন। যেহেতু ফসফর কর্মক্ষমতা সরাসরি রঙের গুণমান এবং শক্তি দক্ষতা নির্ধারণ করে,এলইডি বাজার অনুপ্রবেশের জন্য মূল চালক হিসাবে উপাদান উন্নয়ন আবির্ভূত হয়েছে.

প্রাথমিক পিসিএলইডি বিকাশ মূলত সিআরটি ডিসপ্লে এবং ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পের জন্য ডিজাইন করা ফসফরগুলির উপর নির্ভর করে। সেরিয়াম-ডোপড ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গ্রান্ট (YAG:Ce) তার উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা এবং উচ্চতর সাদা আলো সংশ্লেষণের কারণে শিল্পের ভিত্তিপ্রস্তর হয়ে ওঠেপরবর্তীতে, কম শক্তির অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অতিরিক্ত হলুদ ফসফর হিসাবে ইউরোপিয়াম-ডোপযুক্ত ক্ষারীয় পৃথিবী orthosilicates (BOSE) চালু করা হয়েছিল।

যাইহোক, পিসিএলইডিগুলির একটি মৌলিক সীমাবদ্ধতার মুখোমুখি হয়ঃ ফসফরগুলি LED চিপগুলির সাথে সরাসরি শারীরিক যোগাযোগ বজায় রাখে, 100 °C থেকে 150 °C এর মধ্যে অপারেটিং তাপমাত্রা সহ্য করে।ঐতিহ্যবাহী ফসফরগুলি এই অবস্থার অধীনে উল্লেখযোগ্য আলোক দক্ষতা হ্রাস (তাপীয় quenching) প্রদর্শন করে, যা উচ্চ-শক্তির এলইডি কর্মক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে সীমাবদ্ধ করে। ফলস্বরূপ, ফসফরগুলি বিকাশ করা যা 150 °C এ > 90% লুমেন রক্ষণাবেক্ষণ বজায় রাখে শিল্পের সর্বাধিক গবেষণা অগ্রাধিকার হয়ে উঠেছে।

২০০০-এর দশকের গোড়ার দিকে গবেষকরা উচ্চ গলন বিন্দু সহ অগ্নি প্রতিরোধী উপকরণগুলির দিকে ঘুরতে দেখেন, বিশেষত নাইট্রাইড এবং অক্সিনাইট্রাইড। নাইট্রাইড ফসফর (যেমন, CaAlSiN3: Eu, Sr2Si5N8: Eu, β-sialon:Ce) [SiN4] বা [AlN4] টেট্রাড্রাল নেটওয়ার্ক উপর ভিত্তি করে বৈশিষ্ট্যযুক্ত স্ফটিক কাঠামোপ্রচলিত অক্সাইড বা হ্যালোইডের বিপরীতে, এই উপকরণগুলি নাইট্রোজেন পরমাণুর সাথে সরাসরি সমন্বয় করে Eu2+ বা Ce3+ সক্রিয়কারী স্থাপন করে।নাইট্রোজেন পরমাণুর শক্তিশালী কোভাল্যান্ট বন্ডিং এবং উচ্চতর মেরুকরণযোগ্যতা একটি উচ্চারিত "স্পেকট্রাল রেডশিফট প্রভাব" (নেফেলাক্সেটিক প্রভাব) সৃষ্টি করে, যা ব্যতিক্রমী তাপীয় স্থিতিশীলতার পাশাপাশি দক্ষ নীল আলোর শোষণ এবং সবুজ থেকে লাল রঙের নির্গমনকে সক্ষম করে।

তাপীয় নিষ্কাশন মূলত উত্তেজিত এবং স্থল অবস্থার মধ্যে অ-উদ্দীপক রূপান্তর থেকে উদ্ভূত হয়।ক্রিস্টালোগ্রাফিক বিশ্লেষণ উপাদান কঠোরতা এবং তাপ স্থায়িত্ব মধ্যে একটি ইতিবাচক সম্পর্ক প্রকাশ করেযদিও সিলিক্যাটগুলি সংক্ষিপ্ত কঠোরতা প্রদর্শন করে (913 GPa), Si3N4 (1620 GPa) এবং SiC (24.5 28.2 GPa) এর মতো উপকরণগুলি ব্যতিক্রমী অনমনীয়তা প্রদর্শন করে।এই বোঝার ফলে উন্নত ফসফর শ্রেণীর বিকাশ ঘটেছে:

• কার্বিডোনাইট্রাইড সিরিজ: Sr2Si5N8 ম্যাট্রিক্সে কার্বন পরমাণু অন্তর্ভুক্ত করা গ্রিডের অনমনীয়তা বৃদ্ধি করে, উচ্চ তাপমাত্রায় লুমেন রক্ষণাবেক্ষণকে নাটকীয়ভাবে উন্নত করে।
• অক্সিকার্বিডোনাইট্রাইড সিরিজ: Si-N/Al-O ক্রস-সাবস্টিটিশনের মাধ্যমে Sr7Al12O25 এর রাসায়নিক পরিবর্তন উচ্চ-কার্যকারিতা সবুজ ফসফর উত্পাদন করে।পরীক্ষামূলক তথ্য নিশ্চিত করে যে নিয়ন্ত্রিত কার্বন অন্তর্ভুক্তি গ্রিডের কঠোরতা বৃদ্ধি করে, যার ফলে তাপীয় স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায়।

যদিও বর্তমান ফসফরগুলি পিসিএলইডি পারফরম্যান্সকে ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পের মানদণ্ডে উন্নীত করেছে, শিল্পটি 200 lm / W দক্ষতার রেঞ্চমার্ক অনুসরণ করে চলেছে। মূল গবেষণা সীমানা অন্তর্ভুক্তঃ

• সংকীর্ণ ব্যান্ড নির্গমন: শক্তির ক্ষতি কমাতে এবং মানুষের ফোটোপিক সংবেদনশীলতার বক্ররেখার সাথে বর্ণালীকে আরও ভালভাবে সারিবদ্ধ করতে লাল নির্গমন ব্যান্ডউইথকে অনুকূল করা।
• উপাদান প্রকৌশল: গ্রিটস স্নিগ্ধতা নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে তাপীয় নিষ্পেষণকে আরও দমন করার জন্য Si3N4 এবং SiC কাঠামোগত ইউনিটগুলির উপর ভিত্তি করে নতুন হোস্ট স্ফটিক বিকাশ।
• অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট কাস্টমাইজেশন: বিশেষ আলো চাহিদা (যেমন, উচ্চ CRI, নির্দিষ্ট CCT মান) জন্য কাস্টমাইজড ফসফর তৈরি করতে ধাতু আয়ন অনুপাত সঠিক মিটিং।