Para los reactores utilizados en la fabricación de LED hay materiales más prometedores que los que se utilizan actualmente, señalan los investigadores.
Hay muchas posibilidades nuevas para el desarrollo de nitruro de galio GaN utilizado en los LED de producción. Uno de los métodos de producción más prometedores de nitruro de galio es el método ammonotérmico que utiliza un reactor lleno de amoníaco líquido. El método es idénticocon el método hidrotermal utilizado en la producción de cuarzo, en el que se usa agua en lugar de amoníaco.
Sin embargo, la alta temperatura dentro del reactor amonotérmico combinada con una presión 2.500 veces la presión atmosférica y los efectos corrosivos del llamado fluido supercrítico plantean un desafío para la cámara del reactor y, por lo tanto, para la fabricación de materiales LED.solución al problema, el investigador postdoctoral de la Universidad Aalto Sami Suihkonen y un grupo de investigación de la Universidad de California, Santa Bárbara, dirigido por el Nobel de Física Shuji Nakamura y el investigador postdoctoral Siddha Pimputkar analizaron sistemáticamente los comportamientos de 35 metales, 2 metaloides y17 materiales cerámicos diferentes con 3 químicas de fluidos supercríticos diferentes calentados a una temperatura de 572 grados Celsius.
"En el método ammonotérmico, la energía contenida en el reactor corresponde aproximadamente a una barra de dinamita, lo que hace que las condiciones sean bastante hostiles", resume Sami Suihkonen.
Una aleación de níquel-cromo comúnmente utilizada en los reactores tolera bastante bien el amoníaco supercrítico ordinario, pero resiste mal los efectos de las mezclas utilizadas en la producción de GaN, que incluyen la adición de cloruro de amonio o sodio. Nuestra investigación indicó que el vanadio, el niobio yEl carburo de tungsteno es estable en los tres fluidos supercríticos. Sin embargo, para aplicaciones prácticas, es más importante encontrar el material que mejor se adapte a un determinado tipo de química. Para el amonio-sodio, esto era plata; con cloruro de amonio, nitruro de silicio y nobleslos metales parecen los más prometedores.
Materiales de mayor calidad con aplicaciones en electrónica de potencia
Reemplazar la aleación de níquel-cromo del reactor con otros materiales estructurales requeriría la remodelación del proceso de fabricación de acuerdo con Suihkonen. No obstante, los reactores más robustos permitirían la producción de GaN de mayor calidad que contenga menos defectos de cristal, lo que a su vez conduce a LED de mayor calidad. Una mejor calidad de LED se traduce en un precio más económico.
De un LED de alta calidad se puede obtener más luz por unidad de superficie. Dado que el precio de un LED se rige por su superficie, mejores materiales podrían reducir el precio de los LED incluso a una fracción del precio actual que calcula SuihkonenAdemás, los LED de mayor calidad generan menos calor y, por lo tanto, requieren elementos de enfriamiento más pequeños, lo que podría reducir aún más el precio y permitir luminarias LED más compactas que las actuales.
Aparte de su uso en una iluminación más económica y eficiente, estos mejores materiales podrían ser útiles también en electrónica de potencia, que se necesita, entre otras cosas, en el control de potencia de vehículos eléctricos, en fuentes de alimentación y convertidores.
El estudio de estabilidad de materiales en soluciones de amoníaco supercrítico se publicó recientemente en El diario de los fluidos supercríticos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Aalto . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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