Une société affiliée à Purdue développe une nouvelle technologie logicielle rentable qui pourrait offrir un moyen plus efficace et réaliste de modéliser et de simuler des diodes électroluminescentes (DEL) afin d'obtenir des sources lumineuses DEL plus puissantes et plus efficaces souvent utilisées en général. éclairage, éclairage automobile et électronique grand public.
Tillmann Kubis, un professeur assistant de recherche, et Gerhard Klimeck, Un enseignant, à la fois à l'École de génie électrique et informatique de Purdue, dans le réseau de Purdue pour la nanotechnologie computationnelle et le Centre de Purdue pour les matériaux et dispositifs prédictifs, avec Junzhe Geng, un étudiant diplômé du groupe de modélisation nanoélectronique de Klimeck, a co-fondé la société LEDcentral LLC pour commercialiser la technologie.
L'objectif de LEDcentral est d'améliorer la conception de l'efficacité et de la puissance de sortie des LED.
« L'ampoule LED la plus efficace du marché à l'heure actuelle a un rendement plutôt faible, donc ce que nous essayons de faire est de développer un moyen d'avoir une puissance de sortie élevée tout en atteignant un rendement élevé. À l'heure actuelle, ce n'est pas possible à cause de ce qu'on appelle le statisme d'efficacité. On ne comprend pas entièrement d'où vient le statisme ou comment le résoudre, c'est donc là que notre modèle logiciel entre en jeu, " a déclaré Kubis. " Actuellement, nous sommes particulièrement intéressés par les lumières LED bleues, qui sont la base des ampoules blanches. Nous visons à ce que nos modèles aident l'industrie à développer une technologie LED plus puissante et plus efficace."
Le logiciel de modélisation de LEDcentral pourrait économiser du temps et de l'argent dans le processus de développement.
"Au lieu de fabriquer des centaines d'appareils, vous pouvez en simuler des milliers, puis choisissez les 10 meilleurs qui vous intéressent réellement, " a déclaré Kubis. " De plus, si vous avez des données expérimentales que vous ne comprenez pas entièrement, nous pouvons expliquer pourquoi le comportement est observé. Nous sommes capables d'expliquer les expériences qui se sont produites et de prédire les expériences qui ne se sont pas produites. Les utilisateurs peuvent exécuter notre technologie sur un ordinateur local et nous avons également des interfaces utilisateur afin qu'elle soit facile à utiliser pour une personne qui n'est pas formée au logiciel."
Kubis a déclaré que les modèles conventionnels peuvent être insuffisants et coûteux.
« Les modèles existants dans l'industrie et le milieu universitaire sont basés sur des approches classiques où les électrons sont considérés comme des particules ; cependant, leur comportement doit être étudié sur un paradigme multi-échelle, c'est-à-dire une résolution atomistique sur une échelle de longueur micrométrique, " dit-il. " Les modèles à l'échelle nanométrique font un assez bon travail, mais des propriétés LED importantes sont manquantes. En outre, les tentatives de modélisation de la physique au niveau quantique sont généralement très coûteuses. La mécanique quantique est capturée et la petite échelle est entièrement couverte, mais ces tentatives ne sont pas très efficaces."
Il est très difficile pour les concepteurs du monde universitaire et de l'industrie d'acquérir une compréhension plus approfondie des processus LED pour guider les améliorations de conception, Kubis ajouté.
« Les appareils LED sont petits et coûteux à fabriquer. Il n'est pas possible de fabriquer des centaines de ces appareils sans vérifier les améliorations, parce que la physique impliquée est très non linéaire et très compliquée, " dit-il. " Si un changement dans la structure de l'appareil lui permet de mieux fonctionner, vous ne pouvez pas simplement continuer à mettre en œuvre ce changement et vous attendre à ce qu'il continue de faire progresser l'appareil. Cet aperçu de la composante physique peut vraiment aider à guider et à conseiller des améliorations de conception. »
La technologie utilisée par LEDcentral est concédée sous licence par le Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization. La société est membre de la Purdue Startup Class of 2017. Le logiciel de LEDcentral est utilisé dans le code existant.
"Notre technologie a été implémentée dans un logiciel existant et est actuellement utilisée. Notre méthode est vraiment efficace et nos résultats ont montré que nous sommes très proches des données expérimentales, plus proche que toute autre méthode développée jusqu'à présent, " a déclaré Kubis. " Jusqu'à présent, nous avons reçu des commentaires très positifs et avons constaté qu'après avoir reçu des données réelles sur les appareils, nos données de modélisation étaient en accord presque parfait. "
Globalement, le logiciel pourrait grandement influencer l'impact environnemental des lumières LED, Kubis ajouté.
"Si nous pouvons, avec peu d'efforts, remplacer toutes ces ampoules inefficaces, le gaspillage d'énergie pourrait être considérablement réduit, " Il a dit. " Il y a un énorme aspect environnemental à ce que notre technologie pourrait faire. "
LEDcentral prévoit de lancer son produit dans un proche avenir.
« Pour le moment, notre technologie n'est disponible que pour ceux qui utilisent une plate-forme spécifique qui a été commercialisée par une autre société. Pour une diffusion publique, nous utilisons le nanoHUB assez largement car il propose une formation en ligne, séminaires, papiers, manuels scolaires, présentations et outils en ligne, " a déclaré Kubis. "Notre technologie fera partie d'un outil dans une version simplifiée. Cela soutiendrait notre entreprise mais permettrait également aux étudiants et aux classes d'en bénéficier. Dans l'année, il devrait être disponible."
