نور سبز برای رنگهای فوق العاده زیبا

نور سبز برای رنگهای فوق العاده زیبا

مهندسان شیمی در موسسه ETH زوریخ برای اولین بار موفق شده‌اند نور سبز فوقالعاده خالص تولید کنند. این دیود تولید کننده نور جدید میتواند باعث بهبود کیفیت رنگ در نسل جدید نمایشگرهای بسیار با کیفیت برای تلویزیونها و گوشیهای هوشمند شود.

چین شی پروفسورمهندسی شیمی، بسیار از این یافته جدید خشنود است و میگوید: “تا به حال هیچکس در تولید نور سبز با این خلوص موفق نشده است.” او به LED بسیار نازک و منعطفی اشاره میکند که سه حرف ETH را با فام سبز روشن نمایش می‌دهد.

وسایل الکترونیکی اول از همه باید قادر به تولید نور قرمز، آبی و سبز بسیار خالص باشند تا بتوانند نسل جدیدی از نمایشگرها را ایجاد کنند که بسیار واضحتر و دقیقتر جزییات تصاویر را به نمایش میگذارند. این امر عمدتاً وابسته به ادراک انسان است؛ چرا که چشم قادر به تشخیص فامهای سبز بیشتری در مقایسه با قرمز یا آبی است. سودهیر کومار یکی از نویسندگان اصلی این گزارش میگوید: “این امر تولید فنی سبز بسیار خالص را مشکل میکند که منجر به ایجاد مشکلاتی برای ما جهت توسعه و بهبود تکنولوژی و مواد میشود.”

سبز بسیار خالص نقش کلیدی در توسعه طیف رنگی ایفا میکند. فامهای جدید از طریق اختلاط سه رنگ پایه به وجود میآیند: قرمز، آبی و سبز. هرچه رنگهای پایه خالصتر باشند، طیف فامهایی که یک نمایشگر میتواند نشان دهد وسیعتر میشود. این LED جدید ۹۷ ال ۹۹ درصد استاندارد بین المللی Rec-۲۰۲۰ (که بیان کننده ملزومات تکنیکی برای دستیابی به رزولوشن بسیار بالا-Ultra HD- میباشد) را داراست. این در حالی است که خالص ترین رنگ نمایشگرهای تلویزیونهای موجود در حال حاضر تنها ۷۳ تا ۷۷ درصد آن را پوشش میدهند.

آقای شی و همکارانش دیود نوری منعطف و بسیار نازکی ارائه کردند که نور سبز خالص را با استفاده از فرآیندی در دمای اتاق متصاعد میکند. شی میگوید که این جنبه دوم موفقیت پروژه آنهاست و بسیار مهم است. زیرا تا به حال فرآیندهای در دمای بالا برای تولید نورهای خالص با تکنولوژی LED مورد نیاز بوده است و این امر باعث کاهش هزینههای تولید صنعتی این دیودها در آینده خواهد شد.

شی و گروهش برای توسعه تکنولوژی LED از نانومواد استفاده کردند. یک دیود نوری معمولاً حاوی یکی کریستال نیمه رساناست که جریان الکتریسیته عبوری را به نور تبدیل میکند. ماده خام معمولاً گالیوم نیترید میباشد. اگرچه این ماده خواص ایده آل برای تولید نور سبز بسیار خالص را دارا نیست. بنابراین تیم شی به جای آن از پروسکیت استفاده کرد که ماده ایست که برای تولید سلولهای خورشیدی نیز کاربرد دارد و میتواند الکتریسیته را به طور نسبتاً کارآمدی به نور تبدیل کند. این ماده همچنین ارزان قیمت است و فرآیند تولید را سهولت و سرعت میبخشد. به گفته شی تمیز کردن پروسکیت و آماده سازی آن برای استفاده تنها نیم ساعت طول میکشد. این ماده در داخل دیود نوری تنها ۸/۴ نانومتر ضخامت دارد که فاکتور بسیار مهمی است؛ زیرا کیفیت رنگ به ضخامت و شکل نانوکریستال مورد استفاده بستگی دارد. به منظور دستیابی به سبز خالص مد نظر، کریستالها نباید ضخیمتر یا نازکتر باشند. این دیودهای نازک به اندازه ورقههای کاغذ انعطاف پذیر هستند، بنابراین میتوان آنها را به سرعت و به ارزانی با فرآیندهای رولینگ موجود تولید کرد. شی میگوید این دستیافته به سود تولید صنعتی در آینده خواهد بود.

مرحله بعدی برای این پروژه بهبود کارایی آن است. زیرا این LED در هنگام تبدیل الکتریسیته به نور دارای کارایی ۳% است که در مقایسه با نمایشگرهای تلویزیونهای موجود در بازار که کارایی ۵ تا ۱۰ درصد دارند، کم است. هم چنین آنها امیدوارند که بتوانند طول عمر آن را نیز افزایش دهند. در حال حاضر این دیود برای حدود ۲ ساعت روشنایی دارد در حالی که نمایشگرهای مورد نیاز بازار باید برای چندین سال کار کنند.