В погоне за синим светодиодом

[@NeGO]

Спасибо, прочитал с удовольствием.

[@Black_Shadow]

Стильно, модно, молодёжно!

[@BubaVV]

Первый раз увидел белый диод в интерьере в корпусе какого-то Мака году этак в 2002, там это было в тему

[@AlanDrakes]

К сожалению, нет. Уже который раз вижу и ноутбуки с почти всеми синими индикаторами, и клавиатуры и мыши с синей подсветкой. В последнее время синие диоды стали пихать в ТВ (возможно, я сильно отстал от истории, ибо не наблюдал за данным направлением почти 10 лет), магнитолы и всё, что только можно.
У самого на клавиатуре, кстати, 4 синих диода. Решил вопрос, наклеив поверх них термоскотч (он же полиимид). Сморится не так красиво, как было бы с зелёными, но уже не режет глаза.

[@jar_ohty]

Просто когда они только появились в продаже, как сейчас помню — штучка стоила тогда в радиомагазинах 300-500 свежеденоминированных, но еще полновесных рублей — это был признак дороговизны и престижа. Ну как сейчас корпус ноутбука, инкрустированный натуральной кожей. А потом — по инерции…

[@volos]

Спасибо!

Короче красный меч сделать проще, идём на темную сторону силы.

[@qbertych]

Не за что! В планах приквел, как раз про красные мечи.

[@stamir]

Вопрос: а вон на рисунке красная стрелочка, с ней же все хорошо?
Ответ: да, переход прямой, но его энергия почти 6 эВ (хороший ультрафиолет, глаза пожечь можно). Для нас это перебор.

А можно пояснить, что мешает использовать светодиоды излучающие ультрафиолет, закрыв его люминофором, преобразующим его в видимый свет? Т.е. пойти по тому же пути, что люминесцентные лампы, где вместо газового разряда используется полупроводник?

[@kaichou]

КПД, нагрев

[@qbertych]

Да, в основном КПД.
А еще напряжение, нестойкость дешевых пластиков к УФ и прозрачность люминофора. Белый светодиод — это желтое свечение от люминофора плюс прошедшее через него синее от самого LED.

[@jar_ohty]

Во-первых, чем выше энергия, тем больше потерь при преобразовании: 1 фотон УФ --> 1 фотон видимого излучения плюс тепло. Во-вторых, получить на широкозонном полупроводнике эффективно работающие структуры сложнее, так как сложнее к ним сделать омический контакт. В третьих, электроны и фотоны более высокой энергии эффективнее разрушают тончайшую гетероструктуру светодиода. В четвертых… в общем, множество факторов приводит к тому, что эффективность и долговечность УФ-светодиодов намного ниже, чем у синих.

[@pwl]

Правда, теперь наш процесс из двухчастичного (электрон — фотон) стал трехчастичным, что существенно снизило его вероятность. Для светодиода это значит, что из всех электронов в зоне проводимости лишь немногие смогут излучить фотон – а значит, мы заметно проиграем в КПД.

—

А дефекты для оптоэлектроники – это не просто плохо, а очень плохо: они здорово захватывают носители и позволяют им рекомбинировать безызлучательно, резко уменьшая КПД.

А куда уходит энергия в этих случаях?

[@qbertych]

Глобально — на тепло. Скажем, электрон рассеивается на дефекте, передавая энергию ему, а дальше дефект отдает ее фононам, которые по сути просто колебание решетки.

[@jar_ohty]

Исправьте, пожалуйста, ложного друга переводчика. Ammonia переводится, как аммиак, а не аммоний. Аммоний — это ион [NH4]+ или радикал [NH4]* и в свободном виде не бывает.

[@qbertych]

А ведь и правда. Спасибо, исправил!

[@L11R]

Видать после изобретения оного, производители «дорвались» и теперь всё в этих синих светодиодах.

[@enclis]

Вот более полная «карта мира» полупроводников — www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/semitech_en/kap_2/illustr/materials.gif + asumbe.eas.asu.edu/images/research/multijunction/Colorspectrum_Eg_a.jpg. На них видно, что помимо SiC, ZnSe и GaN в сине-фиолетовую область попадают MgTe, BeTe и ZnO. C MgTe и BeTe почти всё плохо, а вот ZnO и его производные (GZO, GZO:B, GZO:Al итд) обещают ну если не заменить, то во всяком случае немного потеснить GaN/AlGaN/InGaN среди синих, фиолетовых или УФ светодиодов.

[@qbertych]

ZnO тоже не сахар в плане роста. Квантовые проволоки из него растить умеют, а с объемными структурами (тем более при массовом производстве) пока все тяжело.

Еще есть экономический момент. Алферов любит повторять, что GaAs во многих применениях был бы лучше кремния — но десятки лет и триллионы денег уже потрачены на кремниевые технологии, и революции пока не планируется. Думаю, то же самое будет и с GaN — он уже 20 лет как завоевал рынок и вряд ли что-то изменится. Даже если компании научатся растить ZnO хорошего качества.

[@enclis]

Укажите пожалуйста где пишут, что есть проблемы с получением объемных структур из ZnO. Чуть ли не каждая статья про ZnO светодиоды начинается со слов типа: «ZnO-based light-emitting diodes are considered as the next-generation light-emitting diodes.» и «Comparing with nitrides, ZnO has significant advantages from following reasons; (1) abundant mineral sources of Zn, (2) commercial availability of large area and high quality single crystal substrates and (3) large exciton binding energy particularly advantageous for making highly efficient lasers.» итд.

Понятное дело, что глобальной революции не предвидится еще может лет 10-20, но подвижки есть.

[@qbertych]

Слышал в основном от коллег, работающих с широкозонными. А вот из обзора по p-ZnO:

The fabrication of high quality p-type ZnO materials is a key step to realize ZnO potential applications in the devices. Despite the difficulties in achieving p-type ZnO because of strong self-compensation, remarkable progresses in p-type ZnO and devices have been made in the past 10 years

На мой взгляд, классическая проблема при освоении методов роста нового полупроводника.