Sayensị n'azụ teknụzụ LED: kedu ka LED si arụ ọrụ?

[Okwu mmalite]

N'ụwa taa, teknụzụ LED dị ebe niile. Ọ na-enye ọkụ n'ụlọ anyị, ụgbọ ala anyị, okporo ámá, na ọbụna ngwá electronic anyị. Mana ọ dịtụla mgbe ị nọ na-eche ihe na-eme LEDs ka ọ rụọ ọrụ nke ọma na ogologo oge ma e jiri ya tụnyere isi mmalite ọkụ ọdịnala? Azịza ya dabeere na sayensị na-adọrọ adọrọ nke dị n'azụ ebe ndị a dị ntakịrị ma dị ike. Banye n'ime akụkọ a iji chọpụta ka LEDs si arụ ọrụ na ihe kpatara ha ji gbanwee ụlọ ọrụ ọkụ ọkụ.

Ihe ndabere nke teknụzụ LED

Light Emitting Diodes, nke a na-akpọkarị LEDs, bụ ngwaọrụ semiconductor na-emepụta ìhè mgbe ọkụ eletrik na-agafe na ha. N'adịghị ka omenala incandescent bulbs nke na-emepụta ìhè site na kpo oku filament, LEDs na-emepụta ìhè site na electroluminescence-usoro nke gụnyere ntọhapụ nke photons mgbe electrons na-ejikọta oghere n'ime ihe semiconductor. Ọdịiche a dị mkpa bụ ihe na-enye LEDs arụmọrụ dị elu na ịdịte aka ha.

Igwe ọkụ na-eji okpukpu abụọ nke ihe semiconductor - p-ụdị na n-ụdị. Ụdị p-ụdị nwere ndị na-ebu ụgwọ dị mma (oghere), ebe n-ụdị oyi akwa nwere ndị na-ebu ụgwọ na-adịghị mma (electrons). Mgbe etinyere voltaji, electrons si n'ụdị oyi akwa na-aga n'ihu ụdị p-ụdị oyi akwa, ebe ha na-ejikọta oghere. Nchikota a na-ewepụta ike n'ụdị photon, nke bụ ìhè anyị na-ahụ.

Ịrụ ọrụ nke LEDs sitere n'ikike ha ịtụgharị ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ike eletrik niile ka ọ bụrụ ìhè, na-eji obere ume na-efunahụ dị ka okpomọkụ. Nke a bụ uru dị ịrịba ama karịa bulbs incandescent, ebe nnukwu akụkụ nke ike na-efunahụ dị ka okpomọkụ. Ọzọkwa, LED nwere ogologo ndụ ogologo oge, na-agafekarị awa 25,000 ruo 50,000, ma e jiri ya tụnyere ndụ 1,000-hour nke bulbs incandescent.

Ọrụ nke Semiconductors na LEDs

N'ime obi teknụzụ LED bụ ihe semiconductor, nke nwere ihe mejupụtara ya dị ka gallium, arsenic, na phosphorus. A na-ahọrọ ihe ndị a n'ụzọ ziri ezi ma jiri ya mee ihe iji mepụta agba achọrọ na arụmọrụ nke LED.

Mgbe etinyere ihe adịghị ọcha, ihe semiconductor nwere ike igosipụta akụrụngwa eletrik pụrụ iche. Maka LEDs, a na-eji usoro doping a mepụta ụdị p-ụdị na n-ụdị nke a kpọtụrụ aha na mbụ. Nhọrọ nke ihe semiconductor na ihe doping na-ekpebi ogologo wavele ogologo nke LED na, n'ihi ya, agba ya. Dịka ọmụmaatụ, nchikota gallium nitride (GaN) nwere ike ịmepụta ọkụ na-acha anụnụ anụnụ ma ọ bụ akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ, ebe gallium arsenide (GaAs) na-eji maka ọkụ ọkụ na-acha uhie uhie.

Otu akụkụ dị oke egwu nke ihe semiconductor dị na LED bụ ike bandgap - ike dị iche n'etiti valence band na band conduction. Ike bandgap na-ekpebi agba nke ìhè ewepụtara. Obere bandgap na-ebute ogologo wavelengths (ọkụ na-acha uhie uhie), ebe nnukwu bandgap na-arụpụta ogologo ogologo ogologo ogologo (acha anụnụ anụnụ ma ọ bụ ultraviolet). Site na ịchịkwa ike bandgap nke ọma site na nhọrọ ihe na doping, ndị na-emepụta nwere ike ịmepụta LEDs nke agba dị iche iche na ọbụna ìhè ọcha.

Ịrụ ọrụ na arụmọrụ nke LEDs na-adaberekwa na ịdịmma nke ihe semiconductor. Ihe dị elu dị ọcha nwere obere ntụpọ na-eme ka nchikota oghere eletrọn ka mma, na-eduga na mmepụta ọkụ na-egbuke egbuke ma na-arụ ọrụ nke ọma. Ọganihu na usoro mmepụta ihe nke semiconductor anọgidewo na-eme ka arụmọrụ na ikike nke LED dị elu, na-eme ka ha nwee ike ịnweta ngwa ngwa dị iche iche.

Kedu ka LEDs si emepụta agba dị iche iche

Otu n'ime ihe kachasị dị ịrịba ama nke LED bụ ike ha ịmepụta ụdị agba dị iche iche. Ikike a na-esite na ọdịdị nke ihe semiconductor na-eji yana usoro a kapịrị ọnụ nke a na-arụ na mmepụta ha.

Dịka e kwuru na mbụ, ike bandgap nke ihe semiconductor na-arụ ọrụ dị oke mkpa n'ịchọpụta agba nke ìhè na-apụta. Site na ịhọrọ ogige semiconductor dị iche iche na ihe doping, ndị na-emepụta nwere ike ịmepụta LEDs nke na-ebunye ọkụ dị iche iche n'ofe dị iche iche n'ofe a na-ahụ anya. Ọmụmaatụ:

- LED LEDs: Emere site na ihe dị ka gallium arsenide (GaAs) ma ọ bụ gallium arsenide aluminum (AlGaAs).

- Green LEDs: Na-ejikarị indium gallium nitride (InGaN) ma ọ bụ gallium phosphide (GaP).

- LEDs na-acha anụnụ anụnụ: A na-ejikarị gallium nitride (GaN) ma ọ bụ indium gallium nitride (InGaN) arụ ya.

Na mgbakwunye na LEDs otu agba, a na-emepụta LEDs ọcha site na ụzọ dị iche iche. Otu usoro a na-ahụkarị gụnyere iji ọkụ na-acha anụnụ anụnụ ejiri ihe phosphor kpuchie ya. Ìhè na-acha anụnụ anụnụ nke LED na-ebunye na-akpali phosphor, na-eme ka ọ na-amụnye ìhè edo edo. Nchikota nke ìhè na-acha anụnụ anụnụ na odo odo na-arụpụta echiche nke ìhè ọcha. Ụzọ ọzọ bụ ijikọta red, green, na blue (RGB) LEDs na otu ngwugwu, na-enye ohere maka njikwa ziri ezi nke agba ọ bụla iji mepụta ọkụ na-acha ọcha nke okpomọkụ na agba dị iche iche.

Ọzọkwa, ọganihu na-adịbeghị anya na teknụzụ quantum dot agbasawanyela ike agba nke LEDs. Ntụpọ quantum bụ ụmụ irighiri ihe nanoscale semiconductor nke nwere ike ibunye ọkụ nke ogologo ogologo ogologo oge mgbe isi iyi na-atọ ụtọ. Site na ijikọta ntụpọ quantum n'ime LEDs, ndị na-emepụta nwere ike nweta ezigbo agba na arụmọrụ dị elu, na-eme ka LEDs dịkwuo mma maka ngwa dị ka ihuenyo ngosi na ọkụ.

Uru nke LED Lighting

Ọkụ ọkụ LED enwetala ewu ewu zuru oke n'ihi ọtụtụ uru ya karịa teknụzụ ọkụ ọdịnala. Uru ndị a na-emetụta arụmọrụ ike, ogologo ndụ, mmetụta gburugburu ebe obibi, na ntụgharị.

Ịrụ Ọrụ Ike: LEDs bụ ndị ama ama maka arụmọrụ ike ha pụrụ iche. Ha na-agbanwe pasentị dị elu nke ike eletrik ka ọ bụrụ ìhè ma e jiri ya tụnyere bọlbụ incandescent, nke na-efunahụ akụkụ dị ukwuu nke ike dị ka okpomọkụ. Ịrụ ọrụ a na-atụgharị iji belata oriri ike yana belata ụgwọ ọkụ eletrik maka ndị ọrụ. Dịka ọmụmaatụ, bọlbụ LED nwere ike ịmepụta otu ọkụ ọkụ dị ka bọlbụ incandescent mgbe ọ na-eji naanị obere akụkụ nke ike.

Ogologo ndụ: Ogologo ndụ ogologo nke LED bụ ihe ọzọ pụtara ìhè. Ọ bụ ezie na bọlbụ incandescent na-adịru ihe dị ka awa 1,000 yana kọmpat fluorescent oriọna (CFLs) gburugburu awa 8,000, LED nwere ike ịdịru 25,000 ruo 50,000 awa ma ọ bụ karịa. Ogologo oge a na-ebelata ugboro ole nke bọlbụ na-anọchi anya, na-eme ka LEDs bụrụ ihe ngwọta ọkụ na-akwụ ụgwọ na-akwụ ụgwọ na ogologo oge.

Mmetụta gburugburu ebe obibi: LEDs bụ enyi na gburugburu ebe obibi maka ọtụtụ ihe kpatara ya. Nke mbụ, ha enweghị ihe ndị dị ize ndụ dị ka mercury dị na CFL. Nke abụọ, arụmọrụ ike ha na-ebute mpụta ikuku griin ha, na-enye aka na mbelata akara ụkwụ carbon na mmetụta gburugburu ebe obibi. Nke atọ, ogologo ndụ nke LEDs na-eduga na obere bọmbụ ndị a tụfuru, na-ebelata ihe mkpofu eletrik.

Ntughari: LEDs na-agbanwe agbanwe nke ukwuu ma nwee ike iji ya mee ihe n'ọtụtụ ngwa, site na ọkụ ụlọ na nke azụmahịa na ụgbọ ala, ụlọ ọrụ mmepụta ihe, na ọkụ n'èzí. Ha na-abịa n'ụdị, nha na agba dị iche iche, na-egbo mkpa dị iche iche. Ọzọkwa, LEDs nwere ike ibelata ngwa ngwa ma na-enye nchapụta ozugbo, n'adịghị ka ụfọdụ teknụzụ ọkụ ndị ọzọ na-achọ oge ikpo ọkụ.

Ogologo oge: LEDs bụ ngwaọrụ ọkụ steeti siri ike na-enweghị ihe ndị na-emebi emebi dị ka filaments ma ọ bụ iko. Nkwụsi ike a na-eme ka ha na-eguzogide ọgwụ na-ama jijiji, ịma jijiji na mmetụta mpụga, na-eme ka ha dị mma maka gburugburu ebe siri ike na ngwa n'èzí.

Njikwa: Enwere ike ịchịkwa ọkụ ọkụ LED n'ụzọ dị mfe site na iji teknụzụ dị elu dị ka ntugharị, ngbanwe agba, na sistemụ ọkụ smart. Ọkwa nchịkwa a na-enye ndị ọrụ ohere ịhazi ọkụ iji mezuo ihe ha chọrọ, na-eme ka nkasi obi na arụpụta ihe.

Ọdịnihu na ihe ọhụrụ na teknụzụ LED

Ka teknụzụ LED na-aga n'ihu na-etolite, usoro na-akpali akpali na ihe ọhụrụ na-akpụzi ọdịnihu nke ọkụ. Ọganihu ndị a na-ekwe nkwa ọbụna ịrụ ọrụ nke ọma, mgbanwe na njikọta na teknụzụ ọgbara ọhụrụ.

Smart Lighting: Njikọ LEDs na teknụzụ smart na-agbanwe ka anyị si emekọrịta usoro ọkụ. Enwere ike ijikwa smart LEDs site na ekwentị, ndị enyemaka olu, na nyiwe akpaaka. Ndị ọrụ nwere ike ịhazigharị nchapụta, agba, na nhazi oge iji mepụta gburugburu ọkụ ahaziri iche. Sistemụ ọkụ dị mma na-enyekwa atụmatụ nchekwa ike, dị ka sensọ ngagharị na ọkụ na-agbanwe agbanwe, nke na-agbanwe dabere na ọnụnọ ya na ọkwa ọkụ eke.

Ọkụ mmadụ-centric: Ọkụ mmadụ na-elekwasị anya n'iṅomi usoro ìhè ehihie iji kwalite ọdịmma na nrụpụta. Enwere ike ịhazi LEDs ka ọ gbanwee okpomoku agba na ike n'ime ụbọchị dum, na-adakọ na ụda okirikiri anyị. Ụzọ a bara uru karịsịa na oghere ụlọ ọrụ, ụlọ ọrụ ahụike, na ebe obibi, ebe ọkụ nwere ike imetụta ọnọdụ, ụra, na ahụike zuru ezu.

Micro-LEDs: Teknụzụ Micro-LED bụ usoro na-apụta nke na-ekwe nkwa ịgbanwe ihe ngosi na ọkụ. Micro-LEDs pere mpe, na-arụ ọrụ nke ọma ma na-enye nchapụta dị elu na izi ezi agba. A na-enyocha ha maka ngwa na ngosipụta mkpebi dị elu, ngwaọrụ agbakwunyere eziokwu (AR), yana ngwọta ọkụ dị elu.

Quantum Dot LEDs (QLEDs): Teknụzụ ntụpọ quantum na-eme ka arụmọrụ agba nke LEDs dịkwuo elu. QLEDs na-eji ntụpọ quantum ewepụta agba ziri ezi ma dị egwu, na-eme ka ha dị mma maka ngosipụta nkọwa dị elu yana ngwa ọkụ chọrọ nsụgharị agba ziri ezi.

Njigide: Nkwado na-anọgide na-abụ isi ọkwọ ụgbọala na mmepụta ihe ọhụrụ LED. Ndị na-eme nchọpụta na-arụ ọrụ n'ịmepụta ihe ndị ọzọ eco-friendly ihe na mmepụta usoro iji belata gburugburu gburugburu ebe obibi nke LED. Nke a gụnyere inyocha teknụzụ organic LED (OLED), nke na-eji ogige organic na-ebunye ọkụ.

Njikọ Sensọ: Igwe ọkụ nwere ihe mmetụta nwere ike ịnakọta data gbasara gburugburu ha. Ikike a na-emepe ohere maka ngwa dị ka obodo ndị nwere ọgụgụ isi, ebe ọkụ okporo ụzọ nwere ike gbanwee nchapụta dabere na ọnọdụ okporo ụzọ, yana ntọala ụlọ ọrụ mmepụta ihe, ebe ọkụ nwere ike ịkwalite ojiji ike dabere na ebe obibi na ihe omume.

[Nkwubi okwu]

N'ikpeazụ, sayensị dị n'azụ teknụzụ LED bụ ihe akaebe maka ọgụgụ isi na ihe ọhụrụ mmadụ. Site na ụkpụrụ ndị bụ isi nke semiconductors ka ịmepụta agba na-egbuke egbuke na ọtụtụ uru LED na-enye, nkà na ụzụ a agbanweela otú anyị si amụba ụwa anyị. Ka anyị na-ele anya ọdịnihu, ọganihu na-aga n'ihu na teknụzụ LED na-ekwe nkwa ọbụna ohere na-atọ ụtọ karị, site na ọkụ ọkụ ruo na ngwọta na-adịgide adịgide.

Ma ọ na-agbatị ndụ nke usoro ọkụ ọkụ, na-ebelata oriri ike, ma ọ bụ na-eme ka ndụ anyị dịkwuo mma site na ọkụ mmadụ-centric, LEDs nọ n'ihu nke mgbanwe ọkụ ọkụ nke na-egosi na ọ dịghị ihe ịrịba ama nke ịdalata.