Un equipo internacional de investigación, liderado por la Universidad Federal del Lejano Oeste (FEFU), han logrado desarrollar fósforos cerámicos compuestos (Ce3+:YAG-Al2O3), que utilizados para uso en tecnología LED podrían ahorrar entre un 20 a 30% más de energía en comparación con sus análogos comerciales.
Sobre la base de estos convertidores de luz cerámica desarrollados, es posible producir tanto diodos emisores de luz blanca compactos y de bajo consumo así como sistema de alta potencia y alto brillo.
«El consumo de LED blancos es más de la mitad del consumo total de LED de alto brillo. Algunas peculiaridades de la tecnología para la producción de fósforos orgánicos para LED blancos comerciales modernos conducen al rápido envejecimiento del diodo emisor de luz que pierde brillo y calidad de la reproducción del color», explica Anastasia Vornovskikh, investigadora junior del REC para «Materiales cerámicos avanzados» del Instituto Politécnico de la FEFU.
Los investigadores consiguieron solucionar este problema creando convertidores de luz completamente inorgánicos en forma de cerámica compuesta a base de granate de aluminio itrio, activada por iones de cerio Ce3+:YAG, y una fase térmicamente estable de óxido de aluminio Al2O3.
Estos nuevos materiales se caracterizan por altos valores de resistencia y conductividad térmica, capaces de soportar un alto poder de generación luz blanca sin un enfriamiento térmico evidente de la intensidad de fotoluminiscencia. Esto permite reducir la temperatura de funcionamiento del dispositivo LED a 120-70 °C, más de 2 veces en comparación con las muestras comerciales de Ce3+:YAG.
«Sintetizamos materiales por sinterización reactiva al vacío de polvos de óxido iniciales de aluminio, itrio, cerio y gadolinio. Prestamos especial atención a la identificación de la relación cuantitativa entre los principales centros de dispersión que son poros residuales y cristalitos de Al2O3 y las propiedades espectroscópicas de los fósforos cerámicos. Nuestros convertidores de luz cumplen con todos los requisitos para LEDs blancos de nueva generación. Tienen una larga vida útil, alta eficacia luminosa e índice de reproducción cromática, manteniendo al mismo tiempo los requisitos para el respeto al medio ambiente y las dimensiones del material», explica el director del proyecto Denis Kosyanov, Director del REC para «Materiales Cerámicos Avanzados», del Departamento de Seguridad Industrial de FEFU PI.
Créditos de imagen: Denis Kosyanov, FEFU
