이산화티타늄은 레이저 LED의 방출 강도를 증가시킵니다. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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이산화티탄은 레이저 LED의 방출 강도를 높입니다.

30.01.2023

티타늄 산화물은 LED의 효율과 광발광을 크게 증가시킵니다. 주요 광원으로서의 백색 LED의 우세는 곧 새로운 대안의 출현으로 끝날 수 있습니다.

나노 크기의 입자가 주기적으로 배열된 XNUMX차원 구조인 광결정 또는 나노안테나는 첨단 광제어 기술로 개발되고 있습니다. 나노안테나와 형광체 플레이트의 조합에 빛을 노출하면 파란색과 노란색 빛의 조화로운 조합이 생성됩니다.

백색 LED는 황색 형광체와 청색 레이저 다이오드로 구성된 백색 레이저 다이오드(LD) 형태로 이미 개량을 받았다. 파란색 LD는 지향성이 높은 반면 노란색 인광체는 모든 방향으로 방출되어 원치 않는 색상 혼합이 발생합니다.

이를 해결하기 위해 연구진은 광발광을 증가시킬 수 있는 알루미늄 금속을 이용한 나노안테나와 결합한 형광체 판을 개발했다. 알루미늄 나노입자는 효과적으로 빛을 산란시키고 강도와 방향을 개선합니다. 그러나 알루미늄은 또한 빛을 흡수하여 전력 출력을 감소시킵니다. 이것은 특히 높은 광도가 필요한 작업의 경우 주요 병목 현상입니다.

교토 대학의 연구팀은 알루미늄을 이산화티타늄으로 대체하여 직접 광발광을 XNUMX배 증가시켰습니다.

"이산화티타늄은 굴절률이 높고 저조도에서 흡수되기 때문에 최선의 선택임이 밝혀졌습니다."라고 연구 책임자인 Shunsuke Murai가 말했습니다.

처음에는 산화티타늄의 광 산란 강도가 알루미늄 금속보다 낮은 것으로 보였지만 연구팀은 최적의 나노안테나 설계를 개발하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 사용했다.

Murai는 "새로운 나노안테나 형광체는 조사 중 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에 매우 밝지만 에너지 효율적인 고체 조명에 유리합니다. 최적의 크기를 찾는 과정에서 우리는 가장 얇은 형광체를 발견하고 놀랐습니다. 가장 밝은 광발광을 생성하여 직접 방사선과 전체 출력의 강도를 어떻게 증가시키는지 보여줍니다."

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벽을 통한 센서와의 통신 27.04.2011

와이어 없이 닫힌 용기 내부의 센서와 통신하기 위한 시스템이 만들어졌습니다. 잠수함에서 내다보는 것은 쉽지 않습니다. 선체에 구멍을 뚫고 와이어를 통해 외부에 있는 센서로 연결해야 합니다. 구멍을 밀봉해야 하고 구조가 약해지기 때문에 이 솔루션은 성공하지 못합니다.

공로로 미화 30만 달러의 학생상을 받은 렌셀러 폴리테크닉 대학교(Renssellaer Polytechnic University) 학생 트리스탄 로리(Tristan Lauri)가 만든 시스템을 통해 유선 통신을 거부할 수 있습니다. 초음파를 사용하여 외부 센서와 통신하고 에너지로 전원을 공급합니다. 시스템의 기본은 오디오 신호를 전기로 또는 그 반대로 변환할 수 있는 압전 소자입니다. 그들의 도움으로 Lauri는 6cm 두께의 강철 벽을 통해 초당 최대 50와트의 전력과 12,4MB의 데이터를 전송합니다.

이 발명은 군대뿐만 아니라 도움이 될 것입니다. 이러한 방식으로 밀폐된 용기 또는 반대로 용기 내부에서 센서와 통신(그리고 분명히 조작자에게 명령을 내림)하는 것이 가능합니다. 이러한 "용기"는 원자력 발전소 원자로, 화학 원자로, 파이프라인, 탱크, 우주선이 될 수 있습니다.

외부에서 전원이 공급되기 때문에 센서는 배터리가 필요하지 않으며 사람의 개입 없이 수년 동안 작동할 수 있습니다.

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