LED-y bedą tańsze i lepsze. Komputer pomógł odkryć nowy przepis na luminofory
Rosnąca moc obliczeniowa komputerów umożliwia nam automatyzację coraz bardziej skomplikowanych zadań. Weźmy na przykład badania naukowe prowadzone na Uniwersytecie San Diego. Komputer, z którego korzystali tamtejsi naukowcy wskazał im przepis na nowe luminofory. Dzięki temu produkcja diod już wkrótce może stać się znacznie tańsza.
Tak naprawdę była to praca grupowa, w której udział brali zarówno naukowcy z Uniwersytetu San Diego, jak i Koreańczycy z Chonnam National University. Ich celem było znalezienie nowych materiałów, które pozwoliłyby na tańszą produkcję LED-ów świecących białym światłem.
Przepis na nowe, lepsze diody prosto z komputera.
W przypadku diod emitujących białe światło, ich promieniowanie wykorzystywane jest do do optycznego wzbudzenia luminoforu, mieszaniny luminoforów, struktur półprzewodnikowych lub barwników organicznych. Jednym słowem: luminofor (bądź luminofory) jest najważniejszą częścią ich konstrukcji.
Każdy luminofor ma swoje unikalne cechy, takie jak: wydajność świetlna i energetyczna, czas poświaty, czy temperatura barwowa. Naukowcy od lat zajmują się poszukiwaniem nowych przepisów chemicznych, które wykorzystuje się do produkcji coraz wydajniejszych LED-ów.
Poszukiwanie takich metod potrafi przeciągać się w nieskończoność. No chyba, że ktoś sprytny postanowi zaprząc do tego zadania bardzo szybki komputer. Algorytm umożliwiający tego typu poszukiwania został opracowany w koreańskim laboratorium przez Shyue Ping Onga - profesora nanoinżynierii z Uniwersytetu w San Diego.
Nakarmiona odpowiednimi danymi maszyna w zaledwie trzy miesiące odkryła, że do produkcji luminoforów nikt nie wykorzystał jeszcze mieszaniny strontu, litu, aluminium i tlenu. Z symulacji wynikało, że takie połączenie będzie nie tylko tanie w produkcji, ale będzie miało również o wiele lepsze właściwości od większości dzisiejszych LED-ów.
Od komputerowej symulacji do produkcji masowej.
Nowo odkryta mieszanka, nazwana roboczo SLAO została następnie przygotowana w laboratorium Joanny McKittrick w Jacobs School of Engineering. Okazało się, że właściwości prototypów są praktycznie identyczne do tych, które przewidział komputer Shyue Ping Onga.
Kolejnym krokiem była optymalizacja całego procesu, tak aby nadawał się on do masowej produkcji. Stworzone w ten sposób diody na bazie luminoforu SLAO, wykazały się współczynnikiem CRI (Color Rendering Index) na poziomie przekraczającym 90 pkt.
To doskonały wynik, biorąc pod uwagę, że współczynnik CRI w większości wykorzystywanych obecnie diod oscyluje w granicach 80 pkt. Czyli: nie dość, że nowe diody SLAO są tanie w produkcji, to w dodatku świecą lepiej od większości stosowanych dzisiaj konstrukcji.
Jedyną niewiadomą pozostaje to, który producent (lub producenci) zainteresuje się tym odkryciem i zechce wykorzystać nowe diody w swoich produktach.
