Cambridge chi 1 triệu bảng để nghiên cứu LED GaN

 

GaN là chất bán dẫn quan trọng nhất kể từ Silicon và được sử dụng trong den led chiếu sáng tiết kiệm năng lượng. Một triệu bảng gia tăng nhà máy sẽ cho phép các nhà nghiên cứu Cambridge giảm thêm giá thành và cải thiện hiệu suất của LED, với những tác động tiết kiệm chi phí tiềm năng rất lớn.

 

Một cơ sở mới cho việc phát triển GaN - nguyên liệu chính cần thiết để làm diode phát quang (LED) tiết kiệm năng lượng - đã được mở ra ở Cambridge, cho phép các nhà nghiên cứu mở rộng và đẩy nhanh tiến độ công trình tiên phong của mình trong lĩnh vực này.

 

LED GaN đã được sử dụng trong đèn giao thông, đèn xe đạp, tivi, màn hình máy tính, đèn pha xe hơi và các thiết bị khác, nhưng chúng quá đắt để được sử dụng rộng rãi trong nhà và văn phòng. Lý do chính của việc này là chúng thường được phát triển trên vật liệu nền đắt tiền, nó đẩy giá của đèn LED lên cao. Lò chế tạo tinh thể GaN mới ở Cambridge sẽ cho phép các nhà nghiên cứu cải tiến thêm phương pháp chế tạo LED giá rẻ trên đế Silicon, giảm giá thành của chúng xuống hơn 50% và mở ra cơ hội cho chúng được sử dụng phổ biến hơn.

 

Công nghệ den led thật sự hiệu quả về năng lượng, người ta ước tính rằng nhu tổng thể năng lượng điện sẽ giảm ít nhất 10% nếu mọi gia đình và doanh nghiệp ở Anh chuyển sang dùng đèn LED chiếu sáng. Điều này sẽ giúp cho Anh tiết kiệm hơn 2 tỷ bảng mỗi năm trong chi phí về điện. Kế hoạch phát triển hơn nữa về lò chế tạo tinh thể mới sẽ tiết kiệm thêm 1 tỷ bảng mỗi năm về điện.

 

 

nghien-cuc-den-led-GaN

 

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đang phát triển den led chiếu sáng biến đổi màu, nó sẽ có chất lượng giống ánh sáng mặt trời tự nhiên, mang lại lợi ích sức khỏe đáng kể cho người sử dụng.

 

Các nhà khoa học trường đại học cũng bắt đầu nghiên cứu tiềm năng của GaN trong thiết bị điện tử, trong đó người ta nghĩ có thể có những kết quả tiết kiệm năng lượng đáng kể tương tự - hy vọng cắt giảm tiêu thụ năng lượng điện quốc gia hơn 9%.

 

Lò chế tạo, được tài trợ bởi hội đồng nghiên cứu vật lý kỹ thuật, đã khai trương (28/3/2013) bởi David Willetts MP (Bộ trưởng Bộ Đại học và Khoa học). Nó đánh dấu một trương mới nhất trong một nghiên cứu dài cả thập kỷ để làm cho LED tiến tới công nghệ chiếu sáng, dẫn đầu bởi Giáo sư Sir Colin Humphreys tại Khoa Vật liệu học và Luyện kim của trường.

 

Năm 2003, Humphreys và nhóm của ông đã bắt đầu thí nghiệm với khả năng tạo GaN trên nền Silicon thay vì Sapphire và Silicon carbide hết sức tốn kém. Sau nhiều năm nghiên cứu tỉ mỉ, cuối cùng (2012) họ đã phát triển một quá trình thành công, và đã được Nhà sản xuất Plessey của Anh đón nhận, họ đã bắt đầu sản xuất LED tại nhà máy ở Plymouth, dựa trên công nghệ của đại học Cambridge. Plessey cũng đã thuê 3 nhà khoa học sau tiến sĩ của Humphreys để giúp quá trình chuyển giao. Đây là lần đâu tiên đèn LED đã được sản xuất tại vương quốc Anh.

 

Den led là công nghệ ánh sáng hiệu quả vì chúng ít tiêu hao năng lượng dưới dạng nhiệt. Kết quả là chúng ít tiêu thụ năng lượng, và điều này có một hiệu ứng dây truyền đối với lượng khí thải carbon, bởi vì gần như toàn bộ điện ở Anh được sản xuất bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch.

 

Bóng đèn sợi đốt Tungsten truyền thống - là ví dụ cho sự tiêu tốn năng lượng cực lớn - chỉ chuyển đổi 5% năng lượng điện thành ánh sáng. Trái lại đèn ống huỳnh quang có hiệu suất là 25% và đèn huỳnh quang compact (sử dụng như bóng đèn điện tiết kiệm điện) là 20%. Tuy nhiên đèn LED GaN hiện tại có hiệu suất là 30% và trong phòng thí nghiệm đã đạt được là 60%.

 

"Hiện tại, một bóng den led 48W làm từ LED GaN trên nền Saphire có giả khoảng 15 bảng," Humphreys cho biết. "Đó là chi phí mà bạn thực hiện lại nhiều lần, bởi vì các bóng đèn kéo dài quá lâu, nhưng nó là quá nhiều để thuyết phục hầu hết khách hàng mua chúng. Nghiên cứu của chúng tôi đã thực hiện trên LED GaN trên nền Silicon, cộng với việc chúng tôi sẽ thực hiện trên lò chế tạo mới này, sẽ có nghĩa là mọi người sẽ sớm có thể mua một bóng đèn LED chỉ 3 bảng để thay thế."

 

Bộ trưởng Bộ Đại học và Khoa học David Willetts nói: " Den led  được đánh giá có hiệu năng cao nhưng tốn kém để sản xuất, có nghĩa là việc sử dụng dân dụng của chúng bị hạn chế. Với nhà máy mới này sẽ có thể các nhà nghiên cứu tìm kiếm các cách làm hiệu quả hơn để sản xuất LED, tiết kiệm tiền và có lợi cho môi trường. Nó cũng sẽ giúp nước Anh nghiên cứu cơ bản trên những vật liệu tiên tiến và hàng đầu, đó là một trong tám công nghệ lớn."