పడిపోని ప్రకాశవంతమైన మరియు మరింత సమర్థవంతమైన LEDలు

“ఈ పని యొక్క ఆవిష్కరణ కాంతి ఉత్పత్తికి అవసరమైన గాలియం నైట్రైడ్ / ఇండియం గాలియం నైట్రైడ్ (GaN / InGaN) పొర నిర్మాణం యొక్క అంతర్గత ఆస్తి ధ్రువణత యొక్క ప్రభావాలను బాగా అర్థం చేసుకోవడం” అని ప్రధాన పరిశోధకుడు మార్కస్ ప్రిస్టోవ్‌సెక్ చెప్పారు.

InGaN LEDలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా అత్యంత సమర్థవంతమైన కాంతి మూలాన్ని సూచిస్తాయి, అయినప్పటికీ అవి సాధారణంగా తక్కువ శక్తి స్థాయిలలో పనిచేస్తాయి. ప్రకాశవంతమైన కాంతిని పొందడానికి, వారి శక్తిని పెంచడం అవసరం. అయినప్పటికీ, LEDకి సరఫరా చేయబడిన శక్తి పెరుగుదల దాని సామర్థ్యంలో తగ్గుదలకు దారి తీస్తుంది, ఈ దృగ్విషయాన్ని సమర్థత డ్రూప్ అంటారు.

సామర్థ్యం తగ్గుదలని అధిగమించడానికి ఒక మార్గం LED యొక్క ప్రాంతాన్ని పెంచడం, ఇది మీకు మరింత కాంతిని ఇస్తుంది, కానీ మీకు పెద్ద చిప్ అవసరమని కూడా దీని అర్థం. ఫలితంగా, మీరు పొర నుండి తక్కువ LED లను పొందుతారు — LED పరికరాల తయారీకి బేస్‌గా పనిచేసే InGaN నుండి తయారు చేయబడిన సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క సన్నని, ఫ్లాట్ ముక్క. ఫలితంగా అధిక ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు ఎక్కువ పర్యావరణ ప్రభావం.

పరిశోధకులు InGaN పొరలను వంచి, పొరను వేర్వేరు దిశల్లోకి కత్తిరించడం ద్వారా సమర్థత తగ్గుదలని తగ్గించవచ్చు, ఫలితంగా క్రిస్టల్ లక్షణాలను మారుస్తుంది. ఈ పద్ధతిలో మార్చబడిన అతి ముఖ్యమైన ఆస్తిని ‘పోలరైజేషన్’ అంటారు. 15 సంవత్సరాలకు పైగా తక్కువ ధ్రువణతతో వంపుతిరిగిన ధోరణులను పరిశోధించినప్పటికీ, ఈ ధోరణులను ఉపయోగించి తయారు చేయబడిన InGaN LEDలు ప్రామాణిక అధిక-ధ్రువణ LED ల యొక్క సగం కంటే తక్కువ సామర్థ్యాన్ని స్థిరంగా ప్రదర్శించాయి.

నాగోయా విశ్వవిద్యాలయంలోని సెంటర్ ఫర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ రీసెర్చ్ ఆఫ్ ఫ్యూచర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ (CIRFE)లో ప్రిస్టోవ్‌సెక్ మరియు నాన్ హు చేసిన అధ్యయనంలో, ప్రామాణిక LEDల దిశలో ఉన్న అదే దిశలో మాత్రమే తక్కువ ధ్రువణత సహాయపడుతుందని కనుగొంది. వారి అన్వేషణలను ఉపయోగించి, వారు తక్కువ ధ్రువణతతో కూడిన ఓరియంటేషన్‌గా పిలవబడే (10-13) ధోరణిలో చౌకైన నీలమణి ఉపరితలంపై LED లను పెంచారు, కానీ ప్రామాణిక LED లను పోలి ఉండే దిశలో. ఈ (10-13) LED లు అధిక శక్తి వద్ద ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి.

మొబైల్ పరికరాలు మరియు పెద్ద-స్క్రీన్ టీవీల కోసం మరింత సమర్థవంతమైన మరియు ప్రకాశవంతమైన మైక్రో-LED డిస్‌ప్లేలు వంటి తదుపరి తరం LED సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడానికి తయారీదారులకు వినూత్న మార్గాలను ఈ అన్వేషణ సూచిస్తుంది. అధిక కరెంట్ డెన్సిటీ సామర్ధ్యం ఆటోమోటివ్ మరియు స్పెషాలిటీ ఇండస్ట్రియల్ లైటింగ్‌లో కొత్త అప్లికేషన్‌లను కూడా ఎనేబుల్ చేయగలదు, అయితే వేగవంతమైన స్విచ్చింగ్ స్పీడ్‌లు కనిపించే-లైట్ కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీలు మరియు VR గ్లాసెస్‌లలో అప్లికేషన్‌లను కనుగొనవచ్చు.

“భవిష్యత్తు పరిశోధనలు మంచి ధోరణిని కనుగొనే అవకాశం లేదు, ముఖ్యంగా ఖర్చుతో కూడుకున్న నీలమణి ఉపరితలాలపై, రెండు వంపు దిశలు మాత్రమే దీనికి సరిపోతాయి” అని ప్రిస్టోవ్‌సెక్ చెప్పారు. “అయితే, నీలమణిపై తక్కువ లోపాలు ఉన్న (10-13) LED లను తయారు చేయడానికి ఇతర మార్గాలు ఉన్నాయి మరియు బహుశా సిలికాన్ కూడా ఉండవచ్చు. కానీ నీలమణి లేదా సిలికాన్‌పై ఇప్పటివరకు సాధించిన ఇతర ధోరణులు అధ్వాన్నంగా ఉన్నాయి, ఎందుకంటే అవి అంతర్లీనంగా కఠినమైనవి, అవి మొత్తాన్ని పెంచుతాయి. ధ్రువణత, లేదా వారు ధ్రువణత యొక్క తప్పు సంకేతాన్ని కలిగి ఉన్నారు.”