افزایش نور دیودهای سفیدرنگ با کمک نانوبلورها

با توجه به افزاره‌های جدیدی که محققان ترکیه‌ای و آلمانی ساخته‌اند، به‌زودی
LEDهای سفید با کیفیت بالا در بازار گسیلنده‌های نور حالت- جامد ظاهر خواهد
شد. این LEDهای هیبریدی، که از نانوبلورهای بسیار نورافشان و پلیمرهای
فلورسانت ساخته می‌شوند، اولین کاندیداها برای تولید کنترل‌شده نور سفید با
ضریب نور‌دهی(CRI) بالاتر از ۸۰ هستند.

این LEDها در تمام جاهایی که ‌امروزه از لامپ و مهتابی استفاده می‌شود، می‌توانند
مورد استفاده قرار گیرند. در آینده چنین افزاره‌هایی در تأمین روشنایی سالم
و کم‌هزینه برای مناطقی که دسترسی به برق ندارند، مفید خواهند بود.
در حدود ۲۰ درصد برق تولیدشده صرف روشنایی می‌شود. گسیلنده‌های نور حالت-
جامد می‌توانند این مقدار را به نصف برسانند. علاوه‌ بر این حدود یک سوم از
جمعیت جهان(حدود دو میلیارد نفر) به برق دسترسی ندارند و تنها به روشنایی
مبتنی بر سوخت ـ که ناسالم و گران‌قیمت است و CRI پایینی(کیفیت ضعیف نور و
خلوص پایین رنگ) دارد ـ تکیه کرده‌اند. بنیاد جهانی روشنایی قویاً توصیه به
‌استفاده از دیودهای گسیلنده نور سفید(WLED) می‌کند و یک کوشش جهانی برای
گسترش این افزاره‌های نوری در حال انجام است.
لامپ‌های مهتابی(یا لامپ‌های کم‌مصرف) در مقایسه با لامپ‌های معمولی که ۹۰
درصد انرژی خود را به هدر می‌دهند، یک کاهش ۳۰ درصدی را ایجاد می‌کنند. با
این حال این افزاره‌ها به‌سادگی نمی‌توانند خاموش گردند. برخلاف آنها، نور
تولیدشده با WLED می‌تواند با طراحی تنظیم شود و این به معنای آن است که
آنها می‌توانند جایگزین لامپ‌های مرسوم شوند.
الیزابت هولدر، از دانشگاه ووپرتال، و هیلمی ولکان دمیر، از دانشگاه بیلکنت
آنکارا، و همکارانشان قدم بزرگی در این مسیر برداشته‌اند. این محققان با
استفاده از افزاره‌های ساخته‌شده ‌از یک پلیمر مزدوج آبی به‌عنوان میزبان
آلی برای نانوبلورهای غیرآلی رنگی، نور سفید تولید نمودند.
تولید نور سفید با آرایش لایه به لایه نانوبلورهای هسته – پوسته سلیند
کادمیوم/سولفید روی بسیار فشرده و پلیمر مزدوج پلی‌فولوئورن هیبریدشده روی
LEDهای نیتریدی ـ که نور ماورای بنفش نزدیک را گسیل می‌کنند ـ تنظیم می‌گردد.
این WLEDها اولین‌ نمونه‌هایی هستند که CRIهایی بزرگ‌تر از ۸۰ دارند، چیزی
که برای کاربردهای نوری آینده حالت- جامد ضروری است.
دمیر توضیح می‌دهد: «امروزه اکثر WLEDهای تجاری دارای ضریب نور‌دهی حدود ۷۰
هستند، ولی این اندازه به قدر کافی بزرگ نیست و همین امر باعث شد تا ما از
ترکیب نانوبلورها در پلیمرها استفاده کنیم».
هولدر ادامه داد: «LEDها در کاربردهای روشنایی خیلی عمومی شده‌اند و علت
اصلی آن صرف‌جویی ۸۰ درصدی آنها در هزینه انرژی در مقایسه با لامپ‌های
استاندارد است. روشنایی LED می‌تواند در تمام زمینه‌ها به‌خصوص روشنایی
داخل ساختمان که نور سفید نرم برای آن ترجیح داده می‌شود، پراهمیت باشد».

این گروه هم‌اکنون قصد استفاده از پلیمرهای مزدوج کارامدتر برای رسیدن به
کانال‌های گسیلنده سه گانه دارد. آنها همچنین با به‌کارگیری پلیمرهایی که
اجازه نزدیک‌تر‌‌‌ شدن و فشرده ‌‌‌‌شدن نانوبلورها و پلیمرها را در LEDهای
نهایی می‌دهند، خواهند توانست شکل افزاره‌ها را بهینه‌سازی کنند.
این محققان نتایج کار خود را مجله New Journal of Physics منتشر کرده‌اند.