Разработка нового поколения полупроводниковых источников освещения
Гридин В.Н., Зайцев С.Н., Рыжиков И.В., Щербаков Н.В.

Аннотация:
Разработана патентно-чистая технология и конструкция нового поколения эффективных, мощных, экономичных, надёжных, радиационно-стойких, экологически чистых полупроводниковых источников света для освещения улиц, площадей, фасадов зданий и других объектов. Основными элементами источников освещения являлись не дискретные светодиоды, а светодиодные модули, содержащие более пяти гетероструктур. Выбраны оптимальные по структуре и размерам гетероструктуры на медном основании и алюмо-иттриевые люминофоры различного состава, активированные церием и празеодимом, которые позволили получать источники с цветовой температурой 2850-7000 К. Предложена математическая модель, которая позволила вывести аналитические люмен-амперные характеристики гетероструктур. Приоритетные исследования воздействия проникающей радиации на светодиодные модули с синим и белым цветом свечения позволили установить исключительно высокую радиационную стойкость как гетероструктур, так и люминофоров любого состава.

Ключевые слова :
светодиод, светодиодный модуль, гетероструктура, алюмо-иттриевый люминофор, цветовая температура, полупроводниковый источник освещения.

Литература:

  1. Алфёров, Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур / Ж.И. Алфёров // Физика и техника полупроводников. – 1988. – Т. 32, № 1. – С. 3-18.
  2. Алфёров, Ж.И. Генерация лазерного излучения в субмонослойных структурах CdSe в матрице ZnSe без внешнего оптического ограничения / Ж.И. Алфёров, И.Л. Крестников, Н.Н. Леденцов, М.В. Максимов, А.В. Сахаров, С.В. Иванов, С.В. Сорокин, Л.Н. Те­нишев, П.С. Копьев // Письма в «Журнал технической физики». – 1997. – Т. 23, № 1. – С. 23-25.
  3. Hodapp, M.W. High brightness light emitting diodes / M.W. Hodapp. – New York: NY Academic press, 1997. – P. 87-92.
  4. Craford, G. Visible light emitting diodes: past, present and very bright future / George Craford // MRS bulletin. – 2000. – N 1. – Р. 113-118.
  5. Волков, В. Мощные полупроводниковые источники излучения / В. Волков, А. Закгейм, Г. Иткинсон, М. Мизеров, Б. Пушный // Электроника: наука, технология, бизнес. – 1999. – № 3. – С. 16-21.
  6. Коган, Л.М. Светодиоды нового поколения для светосигнальных и осветительных приборов / Л.М. Коган // серия «Новости светотехники». – Вып. 7-8 (34-35) – М.: Дом Света, 2001. – 47 с.
  7. Коган, Л.М. Светодиодные осветительные приборы / Л.М. Коган // Светотехника. – 2002. – № 5. – С. 16-20.
  8. Schlotter, P. Fabrication and characterization of GaN/InGaNVAlGaN double heterostructure LEDs and their application in luminescence conversion LEDs / P. Schlotter, J. Baur, C. Rielscher, M. Kunzer, H. Obloh, R. Schmidt and J. Schneider // Materials Sci. Eng. – 1999. – B59. – P. 390.
  9. Юнович, А.Э. Светодиоды как основа освещения будущего / А.Э. Юнович // Светотехника. – 2003. – № 3.–С. 2-7.
  10. Бадгутдинов, М.Л. Мощные светодиоды белого свечения для освещения / М.Л. Бадгутдинов, Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, И.Т. Рассохин, Н.П. Сощин, А.Э. Юно­вич // Светотехника. – 2006. – № 3. – С. 36-40.
  11. Юнович, А.Э. Исследования и разработки светодиодов в мире и возможности развития светодиодной промышленности в России / А.Э. Юнович //Светотехника. – 2007. – № 6. – С. 13-17.
  12. Гридин, В.Н. Полупроводниковая лампа – источник освещения, альтернативный лампам накаливания и электролюминесцентным лампам / В.Н. Гридин, И.В. Ры­жиков, В.С. Виноградов, В.Н. Щербаков // Компьютерная оптика. – 2008. – Т. 32, № 4. – С. 375-383.
  13. Виноградов, В.С. Полупроводниковая лампа – новый источник освещения / В.С. Виноградов, И.В. Рыжиков, Н.Н. Руденко, С.Б. Сумин, А.С. Фирсов// Инновационные технологии в науке, технике и образовании, Т. 2. – М.: МГУПИ, 2008. – С. 3-19.
  14. Кондратенко, В.С. Полупроводниковые источники освещения – революция в оптоэлектронике / В.С. Кон­дратенко, И.В. Рыжиков, А.В. Куроедов, В.С. Вино­градов, А.С. Фирсов, Н.Н. Руденко // Вестник МГУПИ. – 2009. – № 17. – С. 131-142.
  15. Абрамов, В.С. Белые светодиоды / В.С. Абрамов, Н.В. Щербаков, И.В. Рыжиков, В.П. Сушков, А.Э. Юно­вич // Светодиоды и лазеры. – 2002. – № 1-2. – С. 25-30.
  16. Гридин, В.Н. Полупроводниковая лампа – новый, эффективный, надежный и экологически чистый источник освещения / В.Н. Гридин, И.В. Рыжиков, В.Н. Щер­баков // Экология промышленного производства. – 2007, октябрь. – № 4. – С. 48-52.
  17. Щербаков, В.Н. Основные проблемы создания источников освещения на базе инжекционной люминесценции, альтернативных лампам накаливании и люминесцентным лампам / В.Н. Щербаков, В.С. Абрамов, И.В. Рыжиков // Приборы. – 2007. – № 5. – С. 45-56.
  18. Рыжиков, И.В. Новый эффективный источник освещения – полупроводниковая лампа с люминофором / И.В. Рыжиков, В.Н. Щербаков // Информационные технологии в науке, технике и образовании. Том II. – М: МГУПИ, 2007. – С. 36-46.
  19. Гридин, В.Н. Полупроводниковая лампа – источник освещения будущего / В.Н. Гридин, И.В. Рыжиков, В.Н. Щербаков // Автоматизация в промышленности. – 2007.– № 7. – С. 63-65.
  20. Windisch, R. Impact of texture-enhanced transmission on high-efficiency surface-textured light-emitting diodes / R. Windisch, C. Rooman, M. Kuijk, G. Borghs and P. Heremans // Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79, Issue 15. – P. 2315-2317.
  21. Шуберт, Ф.Е. Светодиоды / Ф.Е. Шуберт. пер. с англ. – Физматгиз, 2008. – 496 с.
  22. Абдуллаев, О.Р. Вольт-люмен-амперные характеристики p-n*-n-структур на основе твёрдых растворов фосфида и нитрида галлия индия алюминия (теория) / О.Р. Абдуллаев, В.С. Виноградов, И.В. Рыжиков// Инновационные технологии в науке, технике и образовании Т. 1. – М.: МГУПИ. – 2009. – С. 111-117.
  23. Абдуллаев, О.Р. Люмен-амперные характеристики p-n*-p-структур на основе твёрдых растворов фосфида и нитрида галлия индия алюминия (теория) / О.Р. Абдуллаев, В.С. Кондратенко, И.В. Рыжиков, В.С. Виноградов // Вестник МГУПИ. – 2009. – № 21. – С. 95-103.
  24. Hall, R.N. Power rectifiers and transistors / R.N. Hall // Proc. IRE. – 1952. – P. 1512-1518.
  25. Kleinman, D.A. Bell system / D.A. Kleinman // Techn. J. – 1956. – V. 35.–P. 685-69.
  26. Рашба, Э.И. Прямая вольт-амперная характеристика плоскостного выпрямителя при значительных токах / Э.И. Рашба, К.Б. Толпыго // ЖТФ. – 1956. – Т. 26, Вып. 7. – С. 1419-1426.
  27. Кондратенко, В.С. Сравнительное исследование воздействия проникающей радиации на светодиоды нового поколения на основе AlGaInP и AlGaInN гетероструктур / В.С. Кондратенко, О.Р. Абдуллаев, И.В. Ры­жиков, В.С. Виноградов, А.С. Фирсов // Приборы. –2009. – № 3. – С. 24-36.
  28. Гридин, В.Н. Исследование воздействия быстрых нейтронов и электронов на светодиоды с белым и синим цветом свечения / В.Н. Гридин, И.В. Рыжиков, В.С. Виноградов // Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА. – 2009. – № 1(75). – С. 27-32.
  29. Gridin, V.N. A Study of the Effect of Fast Neutrons and Electrons on White and Blue LEDs / V.N. Gridin, I.V. Ryz­hikov and V.S. Vinogradov // Semiconductors. – 2009. – Vol. 43, Issue 13. – P. 1690-1694.
  30. Виноградов, В.С. Исследование воздействия быстрых нейтронов и электронов на светодиоды с белым цветом свечения / В.С. Виноградов, И.В. Рыжиков // – Инновационные технологии в науке, технике и образовании Т. 2. – М.: МГУПИ. – 2009. – С. 20-29.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20