鈣鈦礦LED燈問世　LED將迎接新一波革命

編譯／高晟鈞

發光二極管，或稱LED燈。LED的應用十分廣泛，除了一般我們熟知的電燈外、電子螢幕、手機屏幕和電視的製造也都跟它有關。

LED的原理是當電流通過半導體（一層晶體材料，會在施加電場時發光）時，將電能轉化為光。但與白熾燈和螢光燈等節能燈相比，製造這些半導體變得複雜且成本高昂。

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鈣鈦礦LED燈，簡稱PeLED被認為具有巨大的應用潛力。PeLED使用一種稱為鈣鈦礦（一種金屬鹵化物）的半導體，由不同元素組成。工程師可以在玻璃基板上生長鈣鈦礦晶體，此外，他們還可以將鈣鈦礦溶解在溶液中，將其塗到玻璃上行成發光層，這比普通LED所需的生產過程更簡單、成本也更低。

這些優點使節能室內照明可以適用於更多的建築環境，減少能源需求。更重要的是，PeLED可以提高手機或是其它螢幕的色彩豐富度。然而，如今大多數的PeLED燈遇到最大的困境，便是它的效能無法與標準的LED相匹配。這是因為鈣鈦礦的原子結構中的缺陷所造成，使得PeLED會在幾個小時後便消失。

為了緩解這個問題，來自史丹佛大學的研究團隊首次提出了一種新的技術概念，用以改善PeLED的瓶頸。鈣鈦礦中許多浪費能量的間隙出現在鉛原子應該出現的地方。通過用錳原子取代30%的鈣鈦礦鉛，該團隊將PeLED 的亮度提高了一倍以上，效率幾乎提高了兩倍，並將燈的使用壽命從不到一分鐘延長到37分鐘。

研究團隊更進一步，將一種名為TFPPO的氧化膦混合到鈣鈦礦中，這種添加劑使燈的能效比僅添加錳的燈高出五倍，並發出迄今為止有記錄的 PeLED 中最亮的光芒之一。但這種增益也有一個缺點：燈光在短短兩分半鐘內就降至峰值亮度的一半。

目前，研究團隊正積極嘗試不同氧化物添加劑，除了觀察它們是否會對PeLED產生不同效果外，也希望盡早將這種材料商業化。

資料來源:innovation

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