Revolución en la luz: ¡el manganeso sustituye a las costosas tierras raras en los LED!

Revolución en la luz: ¡el manganeso sustituye a las costosas tierras raras en los LED!

Casi todos los diodos emisores de luz (LED) actuales requieren fósforos basados ​​en tierras raras como el europio o el cerio. Estos materiales no sólo son caros, sino también difíciles de obtener, ya que las reservas de materias primas se encuentran principalmente en China. Un equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf y la Universidad de Innsbruck ha desarrollado una alternativa prometedora: el manganeso. Alto la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf El manganeso permite la producción de un fósforo nuevo y eficiente que puede producir luz blanca.

En la revista *Applied Chemistry* se demostró que el ion de manganeso doblemente cargado positivamente (Mn2+) es capaz de emitir luz cian y, por tanto, producir luz blanca en combinación con LED semiconductores azules. Este desarrollo podría reducir significativamente la dependencia de la tecnología LED de las tierras raras, ya que el manganeso está muy extendido y se extrae fácilmente en la corteza terrestre. Mercado de maquinaria reflejos.

Los beneficios del manganeso

Los iones de manganeso no sólo son más comunes que los elementos utilizados anteriormente, sino que también ofrecen ventajas en la flexibilidad de las geometrías de coordinación. Si bien la luminiscencia del Mn2+ permanece térmicamente estable y puede soportar altas temperaturas de hasta 150 °C, su uso en LED también presenta desafíos. Una desventaja importante del Mn2+ es su absorción ineficiente, que requiere altas densidades de potencia para lograr un brillo suficiente. Los investigadores dirigidos por Jun.-Prof. El Dr. Markus Suta y el Prof. Dr. Hubert Huppertz están trabajando para determinar las densidades de energía necesarias para ser competitivos con las tecnologías existentes.

Un desafío notable en la implementación también reside en el color luminiscente. Los iones de manganeso pueden emitir diferentes colores (verde o rojo) dependiendo de la cantidad de átomos de oxígeno circundantes, como la Universidad de Innsbruck descrito en sus informes. Esto permite una emisión de luz modulada, lo que podría resultar ventajoso para diversas aplicaciones.

Resumen y perspectivas

Pero el uso del manganeso como fósforo no es el único foco de investigación. En 2019 se descubrió por primera vez la sustancia Zn[B2(SO4)4], que puede procesarse como una “solución sólida” en combinación con cloruro de manganeso. Estos nuevos enfoques muestran que el manganeso no sólo sirve como un recurso inicial alternativo y rentable para los LED, sino que también impulsa el desarrollo de materiales innovadores. Sin embargo, para crear LED altamente eficientes, se necesitan más investigaciones para determinar las propiedades exactas de los fósforos activados por manganeso.

En general, la investigación sobre el manganeso podría revolucionar la tecnología LED y reducir la dependencia de materias primas caras y perjudiciales para el medio ambiente. Por lo tanto, los investigadores se enfrentan al desafío de optimizar aún más los resultados y llevar los subsistemas a una forma comercializable.