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白熾燈獲重生?美研究人員開發“固態白熾LED”

作者:zl001 來源:探索宇宙網編輯整理 2019-03-25 10:11:50

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白熾燈要死了么,沒錯看看現在誰還買白熾燈泡,行將就木的白熾燈一條腿已經邁進了棺材,不過在顯微級領域,白熾燈一個天蠶變很可能重獲新生。

德克薩斯州農工大學的Yue Kuo博士和他以前帶過的博士生Chi-Chou Lin正在開發基于白熾燈基本原理的新型固態器件。

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該設備和白熾燈一樣,是通過加熱燈絲發光。然而和普通白熾燈不同,這里的燈絲直徑只有20-150納米——而且燈泡十分小,需要在半導體制造工廠才能制作。

簡單地說,這就是愛迪生發明的白熾燈泡的固態版本,據發明者說,這種燈泡可以連續工作7000多小時不壞。

Kuo將這個燈泡命名為“固態白熾LED”,這里的D不是二極管里的意思,而是device設備的意思。其實該設備可以看成一個金屬氧化物半導體電容,在導體和P型硅中夾入一層薄薄的非晶體絕緣介電材料制成。最上層的導體部分為透明薄片制成(一般為銦錫氧化物),可以允許光通過。

為了讓設備能夠發光,研究人員給設備加上極高的電壓,電壓高到能夠分解中間的介電材料,在高壓電的作用下,介電材料被轉變成大量微小且能夠長久導電的細絲。一旦介電材料被分解,電流就能夠在這些細絲中流過。因為細絲也還是有一些電阻,電流流過時就產熱,達到一定溫度就開始發光,光線再通過透明薄膜發散到外界。和普通白熾燈泡不同,這些光源來自于成千上萬個小發光點。

和白熾燈一樣,固態白熾LED發出的也是白光,光譜跨度非常廣。這和傳統的LED有非常大的不同,因為LED發出的光線波長范圍很狹窄,如果要讓LED發出白光,你還要搭配一個涂了熒光粉的藍光LED,或者通過紅綠藍三種燈泡混合起來發出白光。

說到燈泡,最重要的考量要素就是節能性了,團隊通過初步測量顯示不到1%的電流被用來發 電 光……這個發光效率很低……不過Kuo希望設備最終的發光效率能夠超過傳統白熾燈泡。

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