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LED economici al nitruro di gallio

Un gruppo di scienziati dell’Università di Cambridge avrebbe recentemente individuato un nuovo e rivoluzionario sistema di produzione che permetterebbe, in pochi anni, di abbattere i costi dei diodi LED. Il professor Colin Humphreys e gli altri ricercatori del team del Cambridge Center for Nitrous Gallium avrebbero trovato la via low-cost ai Light Emitting Diodes, cioè i diodi che emettono luce, i LED.
Il segreto sarebbe nell’utilizzo del nitruro di gallio (GaN) su un di wafer di silicio nel realizzare il materiale semiconduttore drogato che è alla base del funzionamento del LED.
Normalmente il nitruro di gallio non si può “coltivare” su un supporto di silicio, perché nel processo di produzione del semiconduttore, a 1000°C, raffreddandosi, si restringe molto di più del silicio, cosa che causa deformazioni e altri difetti nei LED.
Una soluzione era di usare il costoso zaffiro, ma ciò avrebbe reso economicamente poco competitiva la produzione di LED a base di nitruro di gallio.
Grazie a tecniche particolari, ora a Cambridge sarebbero riusciti a usare comunque il silicio come supporto ovviando al problema della deformazione. Una scoperta particolarmente utile dato che un wafer da 2 pollici di zaffiro costa circa 50 dollari, mentre uno da 6 di silicio ne costa 15. Semplificando e tralasciando i dettagli tecnici, quello che si è iniziato a fare nel laboratorio del professor Humphrey potrebbe portare a costi di produzione dei led 5 volte inferiori.
I nuovi LED low-cost al nitruro di gallio potrebbero essere sul mercato nel giro di 5 anni, e si capisce che quando questo avverrà il mondo dell’illuminazione potrebbe cambiare. Diversi, infatti, i vantaggi di questa tecnologia che la rendono molto competitiva: i LED innanzitutto hanno un’efficienza di circa 3 volte maggiore rispetto alle lampade a fluorescenza e di 12 volte maggiore rispetto alle vecchie lampadine a incandescenza. Anche la durata è competitiva: 100mila ore di funzionamento, 10 volte più di una lampada a fluorescenza e 130 più di quelle a incandescenza.
A questo si aggiunga che i LED, a differenza delle lampade a fluorescenza, non contengono mercurio, che crea problemi nel momento delle smaltimento. Anche dal punto di vista delle prestazioni i LED hanno caratteristiche interessanti: si accendono istantaneamente e anche a temperature bassissime, disperdono energia sotto forma di calore solo in quantità minima, funzionano a bassissima tensione e con corrente continua.
Sono inoltre dimmerabili (cioè se ne può regolare l’intensità luminosa tramite un modulatore) e possono dare una luce di diversi toni: “pensiamo di poter riuscire a imitare lo spettro visibile della luce solare e arrivare ad avere un’illuminazione simile a quella naturale se riusciamo ad abbattere i costi, questi LED saranno diffusi ovunque nel mondo”.

Fonte: New scientist

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