LED (gaismas diodes) gaismas kļūst arvien populārākas kā videi draudzīgākā un efektīvākā apgaismojuma izvēle tirgū. Elektroluminiscence, mehānisms, ar kuru jebkurš materiāls izstaro gaismu, kad caur to plūst elektriskā strāva, ir veids, kā šāda veida apgaismojums rada gaismu. Vismodernākie materiāli un tehnoloģijas, kas tiek izmantotas LED spuldžu ražošanā, nodrošina to efektivitāti un ilgmūžību. Šajā rakstā tiks apskatīti materiāli, kas izmantoti LED apgaismojuma radīšanai, kā arī tas, kā tie papildina daudzās gaismas diodes priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem apgaismojuma risinājumiem.
Pusvadītāji
Pusvadītāja ideja un tā saistība ar elektrisko strāvu ir LED apgaismojuma pamats. Pusvadītājs, viela, kas noteiktos apstākļos var vadīt elektrību, kalpo kā LED pamatmateriāls. Silīcijs ir visplašāk izmantotais pusvadītāju veids LED gaismā, jo tā elektriskā darbība ir paredzama un kontrolējama. Pusvadītāja elektroni un pozitīvie caurumi apvienojas, lai izveidotu stabilu stāvokli, kad tiek piegādāts tiešais spriegums. Tā rezultātā tiek atbrīvoti fotoni, gaisma, ko izstaro LED.
Materiāli dopinga lietošanai
Dopings ir tīra silīcija bāzes elementu pievienošanas process, lai radītu pusvadītāju, kas izstaro gaismu. Dopings ir paņēmiens tīra silīcija elektriskās uzvedības maiņai, ieviešot piemaisījumus. Divu veidu piemaisījumi, kurus parasti ievada tīrā silīcija bāzē, ir P un N tipa.
P-veida dopinga materiālos ir pozitīvā lādiņa pārpalikums un N-tipa dopinga materiālos negatīvā lādiņa pārpalikums. Šīs dopinga vielas palīdz pārveidot pusvadītāju par LED galveno sastāvdaļu - diode. Dopinga ekstrakcijas tehnika ir būtiska gaismas diožu ražošanā. Lai gaismas diode būtu efektīva un ilgstoša, dopinga materiāla attiecībai jābūt precīzi perfektai.
Gallija nitrīds
Vēl viena viela, ko bieži izmanto LED spuldžu ražošanā, ir gallija nitrīds. Augstās kušanas temperatūras dēļ šo materiālu var izmantot augstas temperatūras apstākļos. Šīs gallija nitrīda īpašības dēļ gaismas diodes var radīt spilgtāku gaismu efektīvāk nekā parastie gaismas avoti.
Tā izdevīgo īpašību dēļ gallija nitrīds bieži tiek izmantots kā silīcija aizstājējs gaismas diožu ražošanā. Izdalīto fotonu unikalitātes dēļ gaismas diodes spēj radīt dažādas krāsainas gaismas. Radītās gaismas krāsu nosaka šo fotonu viļņa garums, kas parasti ir no 400 līdz 800 nm. Tas ir viens no faktoriem, kas veicina LED apgaismojuma pieejamo krāsu dažādību.
Fosfori
Lai nodrošinātu atbilstošu izstarotās gaismas nokrāsu, luminofori ir būtiska LED ražošanas procesa sastāvdaļa. Fosfori ir sava veida viela, kas rada atšķirīgu redzamās gaismas viļņa garumu, vienlaikus absorbējot noteiktu gaismas viļņa garumu, bieži zilu vai ultravioleto. Gaismas diodes spēj radīt plašu krāsu klāstu, apvienojot vairāku veidu fosforu ar pusvadītāju materiālu.
Fosfora konversija ir metode, ar kuras palīdzību LED tiek pievienoti fosfori, lai palīdzētu radīt baltu gaismu. Šajā procedūrā zilā gaismas diode tiek apstrādāta ar dzeltenu fosforu. Gaismas diodes zilā gaisma tiek absorbēta un atkārtoti izstarota kā dzeltena gaisma pēc tam, kad tā iziet cauri fosforam. Lielākā daļa LED gaismu var izvadīt baltu gaismu, jo zilā un dzeltenā gaisma kopā veido baltu gaismu. Tādēļ LED apgaismojums ir elastīga izvēle, ko var izmantot daudziem iestatījumiem, lai radītu dažādus efektus.
Materiāli substrātiem
Vēl viena būtiska LED apgaismojuma sastāvdaļa ir substrāta materiāls. Pamatu, uz kura tiek ražoti pusvadītāju elementi, piemēram, gallija nitrīds, sauc par substrāta slāni. Kā substrāta materiāls bieži tiek izmantots silīcija karbīds vai alumīnija oksīds, kam ir laba siltumvadītspēja un kas var izturēt augstas temperatūras lietojumus.
Pamatnes materiāls ir būtisks gaismas diožu spējai regulēt temperatūru. Noņemot siltumu no LED pusvadītāju komponentiem, tas palīdz dzesēšanas procesā. Tas būtiski ietekmē LED gaismas kalpošanas laiku. LED gaismas kalpošanas laiku var pagarināt, darbojoties ideālā temperatūrā, kas prasa rūpīgi kontrolētu termisko vidi.
Rezumējot
Salīdzinot ar parastajām kvēlspuldzēm un dienasgaismas spuldzēm, LED gaismas darbojas ilgāk, rada spilgtāku gaismu un patērē mazāk elektrības. LED tehnoloģiju ražošanā izmantotie materiāli ir atbildīgi par LED apgaismojuma izcilo veiktspēju. Gallija nitrīds, fosfori, pusvadītāju materiāli, dopinga materiāli un substrāta materiāli ir svarīgi efektīvas un izturīgas gaismas radīšanā. LED apgaismojums strauji ieņem vadošo pozīciju mūsdienu tirgū, jo pieaug pieprasījums pēc videi draudzīga un energoefektīva apgaismojuma izvēles. LED apgaismojuma daudzās priekšrocības ir saistītas ar izmantotajiem materiāliem, kas padara tos par lielisku iespēju dažādiem apgaismojuma lietojumiem.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/dc-led-lighting/led-t8-tube-light-flicker-free-20w.html
