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科學家通過復制螢火蟲的“不平衡金字塔”來提升LED的光提取效率

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導讀:盡管LED比白熾燈泡更節能,但據報道大多數商業模型中它們產生的出光效率僅為50%左右。這被稱為光提取效率,研究人員通過復制螢火蟲大大提高了光提取效率。許多現有的LED具有蝕刻

發表日期:2020-05-14

文章編輯:興田科技

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盡管LED比白熾燈泡更節能,但據報道大多數商業模型中它們產生的出光效率僅為50%左右。這被稱為光提取效率,研究人員通過復制螢火蟲大大提高了光提取效率。許多現有的LED具有蝕刻在其表面上的金字塔狀微結構陣列,這有助于所產生的光從該表面射出,而不是被其反射回來。螢火蟲在它們的腹部“燈籠”上也有這樣的結構,其用于相同的目的。

然而,最近賓夕法尼亞州立大學的博士生陳長江(音譯)發現,與LED上的微結構不同,昆蟲上的那些結構不對稱。他后來發現某種蟑螂的發光點也是如此。考慮到這一點,陳長江及其同事利用納米級3D打印技術在其他傳統LED的表面上創建了微觀的不對稱金字塔陣列(如下圖所示)。經測試,發現這使LED的光提取效率高達90%。

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據研究人員稱,導致LED光提取效率提升有幾個原因。首先,不對稱金字塔比對稱金字塔具有更大的表面積,允許光與表面的更大相互作用。其次,當一些光被金字塔的兩個不同角度的斜面反射回來時,這些反射具有更隨機的性質 - 這會使光線反射更多。

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科學家們現在正在尋求與制造商合作,將微結構應用過程商業化,他們說這可以很容易地添加到現有的LED生產設施中。

由Stuart Yin教授監督的這項研究論文最近發表在《Optik》雜志上。

【來源:cnBeta.COM】

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