Корзина
62 отзыва
+7 902-428-16-25
Переплетение будущего и истории светодиода.
Контакты
Gidro Discount WWO
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
+7903331-67-05Обращайтесь в почту
Михаил
РоссияСамарская областьТольяттиул. Жигулевская 13-А оф 206445011
Карта

Переплетение будущего и истории светодиода.

Переплетение будущего и истории светодиода.

Можно смело сказать, что найден значительно более "прямой" путь преобразования электроэнергии в свет, чем все существовавшие до сих пор. То, что на светодиоды сделаны крупные ставки, подтверждает факт существования долгосрочной программы финансирования фундаментальных исследований National Lighting Initiative из госбюджета США. Согласно этой программе департамент энергетики правительства США выделяет более $1 млрд в течение 11 лет. Есть надежда добиться роста эффективности белых светодиодов до 150 Лм/Вт в течение 20 лет. При этом уступить натиску твердотельных источников света придется не только лампам накаливания и люминесцентным, но и газоразрядным. Экономия электроэнергии при этом достигнет невероятной цифры в 1100 тераватт-часов в год.

Если заглянуть в будущее, освещение превращается в создание светоцветовой среды с полностью управляемыми пространственными, яркостными и цветовыми параметрами. Подобно компьютерной графике, проектирование такой среды превращается в программирование.

В последнее время часто можно встретить критические высказывания, что излишнее применение цветного и тем более динамического света в световой архитектуре вредно и часто до неузнаваемости искажает изначальный замысел архитектора. Новые технологии, похоже, поставят точку в этом споре: благодаря фантастической гибкости переход от самого консервативного к самому авангардному решению осуществляется простым выбором программы с пульта управления… Революция XX века в электронике породила стремительно расширяющуюся "цифровую вселенную", с каждым годом поглощающую самые разные предметные области. Несколько десятилетий подряд мы квантуем, дискретизируем, программируем мир вокруг нас. Потоки цифрового аудио и видео, гигабайты интернет-траффика, оцифрованные эмоции мобильной связи – это цифровой мир, в котором мы вступили в новое тысячелетие… Похоже, светодиод как "атомарный" источник света приведет к падению еще одного бастиона – "цифровым" станет сам свет… Правда, пока искусственный.

Президент США Джордж Буш подписал закон, согласно которому обычные бытовые лампочки будут практически полностью заменены на энергосберегающие в 2014 году. Но, по мнению российских ученых, одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов. Разработками этого направления в рамках госпрограмм занимаются в Соединенных Штатах Америки, Китае, Японии, Корее, Австралии, Тайване.

В России необходимо создание программы развития светодиодной промышленности, светотехнических устройств на основе светодиодов и применения этих устройств в общем освещении, считает доктор физико¬технических наук, профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович. По мнению профессора, светодиодное освещение - проблема глобальная, имеющая научное обоснование. Ее решение будет иметь не только экономические, но и социальные последствия. Этой проблеме был посвящен его доклад «Современное состояние и тенденции развития светодиодов и светодиодного освещения» на выставке «Интерлайт-2007».

Стенды выставки демонстрировали как готовую светотехническую продукцию (уличные светильники, светодиодные лампы с цоколем, гирлянды), так и светодиоды и компоненты для их изготовления. Больше половины участников выставки составили отечественные компании - большая часть выставленной ими продукции оказалась импортной.

Часть электрической энергии, расходуемой на освещение, составляет в мире около 21 % от общего количества потребляемой электроэнергии. Светодиод - это прибор, который с высоким коэффициентом полезного действия преобразует электрическую энергию в световую. Новые источники света - светодиоды - позволят сэкономить электроэнергию, оцениваемую миллиардами долларов, и решить часть экологических проблем, связанных с глобальным потеплением.

Исследования в области светодиодов проводились еще в начале ХХ века. В 1907 году Дж. Раунд в Америке наблюдал электролюминесценцию в карбиде кремния, а позже и независимо от него в 20-е годы прошлого столетия Олег Владимирович Лосев открыл «эффект Лосева». В 1939 году О. В. Лосев написал, что это явление возникает на границе р¬ и n¬областей. Эта статья опережала работы 1949 года о р-n -переходах и основанных на них транзисторах, за которые В. Шокли, Дж. Бардин и У. Браттейн получили Нобелевскую премию. Следующим важнейшим шагом в истории светодиодов стало открытие Жоресом Ивановичем Алферовым и его школой свойств гетеропереходов (Нобелевская премия 2000 года). Гетеропереход - контакт двух различных по химическому составу полупроводников. Полупроводниковые структуры, имеющие несколько гетеропереходов, называются гетероструктурами.

В 90-е годы ХХ столетия японские ученые И. Акасаки, Х. Амано, Ш. Накамура добились значимых результатов в области изучения светодиодов на основе нитрида галлия. Физика, связанная с гетеропереходами, была использована в структурах с контактами «нитрид галлия - нитриды индия/галлия и галлия/алюминия». «В этих приборах используются десятки слоев, толщина которых составляет несколько или десятки постоянных кристаллической решетки (постоянная решетки - это шаг размером порядка нанометров, при сдвиге решетки на этот шаг она совпадает сама с собой). Эти высокие технологии - нанотехнологии - обеспечили прорыв в создании сверхъярких светодиодов, они будут основой для светодиодного освещения», - отмечает Юнович.

Крупные капиталовложения в фундаментальные научные исследования светодиодных наноструктур были сделаны в США, Японии, Европе. В конце 90-х годов ХХ века эти вложения начали окупаться - была создана светодиодная промышленность, выпускающая миллионы светодиодов. С началом промышленного производства последовательно встали вопросы совершенствования светодиодных разработок. Исследования коснулись и внутреннего квантового выхода излучения в активном слое, и методов вывода излучения из кристалла. Решались и продолжают решаться задачи увеличения тока через один диод и уменьшения нагрева диодов, чтобы получить от одной светодиодной лампочки возможно больший световой поток. Рекордные значения коэффициента полезного действия - преобразования электрической энергии в световую энергию - достигли в лабораториях 60 %.

Еще одна задача, стоящая перед учеными и инженерами, - получить при помощи светодиодов белый свет, воспринимаемый человеческим глазом. Восприятие света человеческим зрением характеризуется световой отдачей, измеряемой в люменах (единицах светового потока) на ватт электрической мощности. Лампы накаливания имеют световую отдачу около 18 лм/Вт. Светодиоды белого свечения в промышленности достигли сейчас значений порядка 80 лм/Вт, т. е. уровня экономичных люминесцентных ламп. В лабораториях получены значения световой отдачи до 150 лм/Вт. Когда эти значения будут достигнуты в массовом производстве, белые светодиоды вытеснят обычные лампы.

В целом реальные достижения в области светодиодов опережают прогнозы на пять-шесть лет, что добавляет уверенности в их успехе. Настоящие светотехнические устройства на основе светодиодов не будут похожи на наши лампы накаливания, продолжает Юнович. Не обязательно ввинчивать светодиодную лампу в тот же цоколь, что и лампы накаливания, «должны быть принципиально другие светотехнические устройства: и потолочные осветители, и настольные лампы, и внешние фонари».

По словам профессора МГУ, компании, вложившие несколько лет назад большие средства в научные исследования, сейчас начинают получать прибыли от массового производства светодиодов. Когда общее освещение перейдет на светодиоды, эти прибыли увеличатся в сотни раз, убежден Юнович. По его словам, если вы вложили в 2002-2007 годах, то весомый результат получили уже в 2011-2012-м.

В России в 60-80-е годы прошлого века были заложены не только возможности для развития светодиодной промышленности, но и основы нитридной технологии. В 1990-е годы исследования и разработки благодаря энтузиастам не прекращались, но шли главным образом совместно с европейскими и американскими лабораториями. Профессор отмечает, что в России сейчас есть и научные коллективы, и промышленные фирмы, которые могут проводить исследования и разработки, необходимые для развития светодиодной промышленности.

«Работы последних десяти лет в России по нитридным соединениям и светодиодам на их основе были обсуждены на четырех всероссийских совещаниях и пяти российских конференциях. На них кроме Санкт-Петербурга и Москвы были представлены Новосибирск, Томск, Нижний Новгород, Казань, Орел. За последние годы академические и университетские организации стали получать не только инвестиции от различных фондов, но и финансовые вливания от правительства и промышленности. Исследования и разработки, посвященные светодиодам, в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе, в Московском государственном университете признаны не только у нас, но и на мировом уровне. Сейчас необходима подготовка научных, инженерных и технических кадров для светодиодной промышленности, издание научно-технической и учебной литературы по светодиодам».

Физик подчеркивает, что для развития производства светодиодов и создания светодиодного освещения «недостаточно усилий отдельных фирм, необходима координация усилий и связей между различными институтами и компаниями, государственная поддержка, которая осуществляется в Соединенных Штатах, Китае, Японии, Корее, Австралии, Тайване».

Светодиоды - основа освещения будущего, подводит итог профессор МГУ. Однако для успешной реализации заложенного в светодиодах потенциала необходимо создание государственной программы научных исследований, технологических разработок, технических разработок светотехнических устройств и продвижения их на рынок. «В России есть все возможности, чтобы разработать и провести в жизнь программу светодиодного освещения, но без государственных вложений и без государственного организационного участия в этой программе она не будет эффективна», - убежден Александр Юнович.

vkontakte facebook twitter
Предыдущие статьи
social-icon
social-icon
Loading...