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美科學(xué)家發(fā)明暖白光LED材料 加速LED室內(nèi)照明普及
眾所周知，LED(發(fā)光二極管)燈節(jié)能高效且壽命較長(zhǎng)，但由于目前的led燈以淺藍(lán)色冷光燈為主，這阻礙了它在室內(nèi)照明領(lǐng)域的普及。如今，美國(guó)佐治亞大學(xué)的科學(xué)家研制出了據(jù)說(shuō)是世界上首個(gè)使用單一熒光粉和單一發(fā)光單元的暖白光LED燈。有關(guān)這種材料詳細(xì)情況的論文發(fā)表在《自然》出版集團(tuán)最新一期的《光科學(xué)與應(yīng)用》期刊中。
論文的主要作者、佐治亞大學(xué)副教授潘正威(音)說(shuō)：“目前，白光LED燈主要用在閃光燈和汽車大燈上，但它們發(fā)出的淺藍(lán)色冷光不太招人喜歡，尤其在室內(nèi)照明領(lǐng)域。我們的材料達(dá)到了暖色溫，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)逼真的色彩還原。此前使用單一熒光粉改進(jìn)的LED燈都沒(méi)能達(dá)到這種效果。”
潘正威表示，衡量人造光的質(zhì)量主要有兩個(gè)指標(biāo)。相關(guān)色溫用來(lái)衡量光的冷暖。對(duì)室內(nèi)照明來(lái)說(shuō)，色溫低于4000K(開(kāi)爾文溫度)是比較理想的，而相關(guān)色溫高于5000K，發(fā)光器就會(huì)發(fā)出白光LED燈那樣的淺藍(lán)色冷光。另一個(gè)重要指標(biāo)是色彩還原度，即光源模擬自然光的能力。還原度達(dá)到80以上對(duì)室內(nèi)照明來(lái)說(shuō)是理想的，低于此數(shù)值色彩就會(huì)顯得失真。
潘正威和其同事研制的材料滿足了這兩個(gè)條件，相關(guān)色溫被控制在了4000K以下，同時(shí)色彩還原度達(dá)到了85。
潘正威說(shuō)，給藍(lán)光led芯片外層涂上不同顏色的熒光粉，就能發(fā)出暖白光，這樣便能做出以熒光粉為基礎(chǔ)的白光LED燈。不過(guò)，將這些原材料按照精確比例配比起來(lái)費(fèi)力又耗錢，而且最終產(chǎn)生的光色會(huì)有所差異，因?yàn)槊恳环N原材料對(duì)溫度變化的反應(yīng)都不相同。
該論文作者之一、佐治亞大學(xué)工程學(xué)院博士在讀生李旭帆(音)說(shuō)：“使用單一熒光粉能解決光色不穩(wěn)定的問(wèn)題，因?yàn)閱我徊牧喜粫?huì)隨著溫度的上升發(fā)生變化。”
為了研制新的熒光粉，潘正威和他的團(tuán)隊(duì)選取了氧化銪、氧化鋁、氧化鋇和石墨粉，每種均取少量混到一起。然后，他們將這些粉末狀材料放到管式爐中加熱至1450攝氏度。爐內(nèi)的真空狀態(tài)使得被汽化的材料落到底盤上，沉積為黃色的發(fā)光化合物，再將它們裝進(jìn)燈泡里。
研究結(jié)果雖然很有前景，但潘正威強(qiáng)調(diào)說(shuō)，還需要解決幾個(gè)難題才能將這種材料用于家庭、企業(yè)和學(xué)校的照明。新材料的光效比目前的淺藍(lán)色白光LED燈要低得多。此外，規(guī)?；a(chǎn)也會(huì)面臨挑戰(zhàn)。
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