Eriliste omadustega uudse aine grafeeni kohta on tehtud uuringuid mitmel erialal. Grafeen on hiljuti leidnud kasutust valgusdioodide (LED) tehnoloogias. LED-tulede jõudlus, töökindlus ja tõhusus on kõik suurenenud, kui neisse lisati grafeen. Selles artiklis käsitletakse grafeeni funktsiooni LED-tuledes.
Kõigepealt on oluline mõista LED-valgustuse põhialuseid. LED-tuled on pooljuhid, mis tekitavad valgust, kui neid läbib elektrivool. Tänu oma suurepärasele valguskvaliteedile, pikemale elueale, väiksemale keskkonnamõjule ja energiatõhususele on LED-id asendanud tavapärased hõõglambid, luminofoorlambid ja halogeenvalgustid.
Galliumnitriid (GaN) ja indiumgalliumnitriid (InGaN) on kaks pooljuhtkihti, mis moodustavad LED-id. Tootmisprotsess võib olla ebaefektiivne, kuna need materjalid on kulukad ja neid on keeruline käsitseda. Sel juhul pakub grafeen, kahemõõtmeline aine, taskukohase ja keskkonnasõbraliku aseaine.
Kõige tugevam ja õhem inimesele teadaolev aine on grafeen, ühe aatomi paksuse kuusnurkse aatomikonfiguratsiooniga süsinik. Lisaks sellele, et grafeen on väga paindlik ja juhtiv, on see suurepärane võimalus mitmesuguste rakenduste jaoks, sealhulgas LED-ide jaoks.
Grafeeni LED-desse lisamiseks on palju tehnikaid. Grafeeni kasutamine LED-i pooljuhtkihtide substraadi või tugimaterjalina on üks enim kasutatavaid tehnikaid. Tänu oma suurepärasele soojusjuhtivusele hajutab grafeen soojust tõhusamalt kui tavalised materjalid. See on ülioluline, kuna LED-id toodavad palju soojust, mis võib lühendada nende eluiga ja mõjutada jõudlust.
Grafeeni edasiseks kasutuseks LED-ides on läbipaistev elektrood. Et valgus voolaks läbi tavaliste LED-ide, on vajalik läbipaistev juhtiv elektrood. Indiumtinaoksiid on selleks otstarbeks kõige sagedamini kasutatav aine (ITO). Kuna aga indiumit on vähe, on ITO kulukas ja keskkonnasõbralik. LED-id on säästlikumad ja keskkonnasõbralikumad, kui ITO asemel kasutatakse grafeeni.
Võrreldes tavaliste LED-idega pakuvad grafeenipõhised LED-id mitmeid eeliseid. Selle kõige olulisem eelis on selle võime toimida barjäärina hapniku ja niiskuse vastu, mis võib kahjustada LED-ide pooljuhtkihte. See näitab, et grafeenipõhiste LED-ide eluiga on palju pikem kui tavalistel LED-idel. Lisaks on grafeenipõhised LED-id võrreldes traditsiooniliste LED-idega heledamad, värvipuhtamad ja energiasäästlikumad.
Grafeenil on LED-tehnoloogias mitmeid kasutusviise. Grafeenil põhinevaid LED-e võib kasutada sideseadmetes, valgustuses ja kuvarites. Kantav tehnoloogia võib potentsiaalselt kasutada grafeenipõhiseid LED-e, mis pakuvad usaldusväärset ja mõistliku hinnaga valgusallikat.
Kokkuvõtteks võib öelda, et grafeen on LED-tehnoloogia edendamiseks hädavajalik. LED-i jõudlus, töökindlus ja tõhusus on kõik suurenenud, kui seadmesse lisati grafeen. Võrreldes tavaliste LED-idega on grafeenipõhised LED-id soodsamad, keskkonnasõbralikumad ja kauakestvamad. Grafeenil põhinevad LED-id on nende paljude kasutusvõimaluste tõttu paljulubav tehnoloogia tuleviku jaoks. Kui teadlased jätkavad grafeenipõhiste LED-ide potentsiaali uurimist, võime lähiaastatel oodata säästlikumaid ja energiasäästlikumaid valgustusvõimalusi.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-tube-lighting/24v-t8-integrated-led-tube-light-fixturer.html
