Rangée du haut :une LED GaN:Eu, qui peut être réglé du rouge au jaune en raison du mélange de lumière rouge et verte provenant de différents états de l'UE. Lignes du milieu et du bas :une LED GaN:Eu avec Si/Mg supplémentaire ajouté, ce qui ajoute une émission bleue. Chaque image est dans une condition d'injection/filtrage de courant différente. Crédit :Université de West Chester
Volkmar Dierolf et une équipe internationale démontrent la possibilité de régler la couleur d'une LED GaN en modifiant la séquence temporelle à laquelle le courant de fonctionnement est fourni à l'appareil.
Une nouvelle technique, le résultat d'une collaboration internationale de scientifiques de l'Université Lehigh, Université de West Chester, L'université d'Osaka et l'université d'Amsterdam pourraient ouvrir la voie à une intégration monolithique pour un réglage simple des couleurs d'une ampoule, selon Volkmar Dierolf, Professeur émérite et président du département de physique de Lehigh, qui a travaillé sur le projet.
"Ce travail pourrait permettre de s'accorder entre un blanc éclatant et des couleurs plus chaudes plus confortables dans les LED du commerce, " dit Dierolf.
L'équipe a démontré la possibilité de régler la couleur des LED GaN à base de nitrure de gallium (GaN) en modifiant simplement la séquence temporelle à laquelle le courant de fonctionnement est fourni à l'appareil. Les diodes électroluminescentes ou LED sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Notamment, la technique est compatible avec les LED actuelles qui sont au cœur de l'éclairage LED à semi-conducteurs commercial.
Le travail est décrit dans un article publié en ligne dans ACS Photonique appelé "Color-Tunablility in GaN LEDs Based on Atomic Emission Manipulation under Current Injection." L'auteur principal, Brandon Mitchell, est un ancien étudiant diplômé du laboratoire de Dierolf et maintenant professeur adjoint au département de physique et d'ingénierie de la West Chester University en Pennsylvanie.
Dans les écrans LED actifs d'aujourd'hui, des couleurs différentes sont produites par trois à quatre LED individuelles qui sont placées à proximité les unes des autres et créent les différentes couleurs fondamentales nécessaires pour produire le spectre complet des couleurs.
"Nous démontrons que cela peut être réalisé par une seule LED, " dit Dierolf. " Nous montrons qu'il est possible d'atteindre le rouge, émissions vertes et bleues provenant d'une seule structure LED GaN qui utilise un dopage avec un seul type d'ion de terre rare, Europium (UE). En utilisant le codopage intentionnel et l'ingénierie du transfert d'énergie, nous montrons que les trois couleurs primaires peuvent émettre en raison de l'émission provenant de deux états excités différents du même Eu
En d'autres termes, l'équipe a obtenu une accordabilité des couleurs dans une seule LED à base de GaN grâce à la manipulation des propriétés d'émission d'un dopant de type atomique.
Mitchell a souligné que "L'idée principale de ce travail - l'exploitation active simultanée de plusieurs états excités du même dopant - n'est pas limitée au système GaN:Eu, mais c'est plus général. Les résultats présentés pourraient ouvrir un tout nouveau domaine d'émission de couleurs accordables à partir d'un seul dopant dans les semi-conducteurs, qui peut être atteint par un simple réglage du courant d'injection."
Selon Dierolf, cette recherche peut profiter à ceux qui recherchent une lumière blanche "plus chaude" plus confortable des LED.
« Cela pourrait ouvrir la voie à une intégration monolithique pour un réglage simple des couleurs d'une ampoule, " ajoute Dierolf. " Ce serait aussi bénéfique pour les écrans micro-LED, car cela permet une densité de pixels plus élevée.
Les matériaux utilisés dans les recherches précédentes sur les LED accordables en couleur ne permettaient pas une intégration facile avec la technologie LED actuelle, il ajoute. Ce travail est compatible avec les LED actuelles à base de GaN qui sont au cœur de l'éclairage LED à semi-conducteurs commercial.
