De nieuwe LED piekt bij 470 en 600 nm.

Voor het eerst is een warmwitte LED gemaakt uit één fosforescerend materiaal. Dat maakt de kwaliteitscontrole van deze gloeilampvervangers in principe een stuk makkelijker, melden onderzoekers van de University of Georgia.

Het in Light: Science and Applications beschreven mengsel bestaat uit barium-, europium- en aluminiumoxide in de verhouding Ba0.93Eu0.07Al2O4. Je maakt het door de afzonderlijke oxides te vermengen met grafiet als reductiemiddel. Het mengsel laat je onder vacuüm verdampen in een buisoven bij 1,450 graden Celsius, wanneer je de damp laat neerslaan op een substraat. Na afkoeling schraap je het daar weer van af. Volgens de auteurs is die productiemethode eveneens nieuw, althans voor deze tak van sport.

Zulk fosforescerend materiaal is nodig omdat LED’s (licht emitterende diodes) van nature maar één golflengte uitzenden. Vroeger is wel geprobeerd om wit licht te creëren door rode, groene en blauwe LED’s naast elkaar te monteren. Maar in de praktijk bleek het simpeler om alleen blauwe LED’s te nemen en die te coaten met een stof die blauw licht absorbeert, en de energie omzet in een cocktail van langere golven.

Zulke stoffen staan bekend als ‘fosfors’ al zijn het gewoonlijk metaaloxides waar geen spoortje fosfor in zit.

Alleen kon men tot nu toe geen stof vinden waarbij die cocktail er een beetje uitzag als gloeilamplicht. Het meest gebruikt wordt Ce3+-gedoopt Y3Al5O12 (ook bekend als YAG:Ce) toegepast, maar daar komt verhoudingsgewijs weinig rood licht uit. Gevolg is een kille blauwige kleur.

Voor een warmwitte tint gebruikt men mengsels van verschillende fosfors. Maar ten eerste moet je die afzonderlijk synthetiseren en vervolgens mengen in een verhouding die bijzonder kritisch is. En ten tweede zijn die fosfors niet allemaal even temperatuurgevoelig, zodat bij verhitting de kleur van de LED verloopt.

Ba0.93Eu0.07Al2O4 levert op zijn eentje wèl een overuigend gloeilamp-effect op. Het oxide blijkt een nog niet eerder waargenomen orthorombische kristalstructuur te vertonen, die er ongetwijfeld iets mee te maken heeft.

Nadeel is wel dat de efficiëntie veel lager is dan die van de huidige fosfors, maar daar valt ongetwijfeld nog aan te sleutelen.

bron: University of Georgia

Onderwerpen