Les nano-antennes ont un bel avenir devant elles : Les LED blanches pourraient bientôt être détrônées
Les oxydes de titane augmentent considérablement l'efficacité et la photoluminescence.
Les diodes électroluminescentes (DEL) blanches pourraient bientôt être détrônées de leur place de source de lumière par une alternative qui a un bien meilleur sens de l'orientation.
Les phosphores nano-antennes comprenant un réseau périodique de nanoparticules sur la plaque de phosphore peuvent adapter le modèle de rayonnement spatial de la photoluminescence pour des dispositifs d'éclairage à semi-conducteurs plus petits, plus légers et plus lumineux.
KyotoU/Shunsuke Murai
En tant que technologie de contrôle optique de nouvelle génération, un cristal photonique ou une nanoantenne est une structure bidimensionnelle dans laquelle des particules de taille nanométrique sont disposées périodiquement sur un substrat. Lors de l'irradiation, la combinaison d'une nanoantenne avec une plaque de phosphore permet d'obtenir un mélange idéal de lumière bleue et jaune.
Les LED blanches ont déjà été améliorées sous la forme de diodes laser blanches, ou LD, qui se composent de phosphores jaunes et de LD bleus. Alors que les LD bleues sont très directionnelles, les phosphores jaunes rayonnent dans toutes les directions, ce qui entraîne un mélange indésirable de couleurs.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont mis au point des plaques de phosphore combinées à des nano-antennes utilisant de l'aluminium métallique, ce qui permet d'augmenter la photoluminescence. Les nanoparticules d'aluminium diffusent efficacement la lumière et améliorent l'intensité et la directionnalité de la lumière ; toutefois, l'aluminium absorbe également la lumière, ce qui réduit le rendement. Il s'agit d'un goulot d'étranglement majeur, en particulier dans les applications d'éclairage à haute intensité.
Aujourd'hui, une équipe de chercheurs de l'université de Kyoto a réussi à décupler la photoluminescence dirigée vers l'avant en remplaçant l'aluminium par un meilleur matériau.
"Il s'avère que le dioxyde de titane est un meilleur choix pour son indice de réfraction élevé et sa faible absorption de la lumière", explique l'auteur principal, Shunsuke Murai.
Bien que l'intensité de diffusion de la lumière de l'oxyde de titane semblait initialement inférieure à celle de l'aluminium métallique, l'équipe a utilisé des simulations informatiques pour concevoir la conception optimale de la nanoantenne.
"Les nouveaux luminophores à nano-antennes sont avantageux pour les éclairages à semi-conducteurs très lumineux mais économes en énergie, car ils peuvent supprimer l'augmentation de la température lorsqu'ils sont irradiés", explique Murai.
"Au cours du processus de recherche des dimensions optimales, nous avons été surpris de découvrir que les phosphores les plus fins donnaient la photoluminescence la plus brillante, ce qui démontre comment augmenter l'intensité du rayonnement vers l'avant et les performances globales."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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