照明革命：锰取代 LED 中昂贵的稀土！

照明革命：锰取代 LED 中昂贵的稀土！

目前几乎所有的发光二极管 (LED) 都需要基于铕或铈等稀土的荧光粉。这些材料不仅价格昂贵，而且获取困难，因为原材料储量主要位于中国。来自杜塞尔多夫海因里希海涅大学和因斯布鲁克大学的跨学科研究小组现已开发出一种有前途的替代品：锰。大声 杜塞尔多夫海因里希海涅大学 锰可以生产一种能够产生白光的新型高效磷光体。

《应用化学》杂志证明，带双正电荷的锰离子 (Mn2+) 能够发出青色光，从而与蓝色半导体 LED 结合产生白光。这一发展可以显着减少 LED 技术对稀土的依赖，因为锰在地壳中分布广泛且易于开采。 机械市场 亮点。

锰的好处

锰离子不仅比以前使用的元素更常见，而且在配位几何形状的灵活性方面也具有优势。虽然 Mn2+ 的发光保持热稳定性并且可以承受高达 150 °C 的高温，但其在 LED 中的使用也带来了挑战。 Mn2+的一个主要缺点是吸收效率低，需要高功率密度才能获得足够的亮度。由 Jun.-Prof. 领导的研究人员。 Markus Suta 博士和 Hubert Huppertz 教授博士正在致力于确定与现有技术竞争所需的功率密度。

实施中的一个显着挑战还在于发光颜色。根据周围氧原子的数量，锰离子可以发出不同的颜色（绿色或红色），例如 因斯布鲁克大学 他们的报告中对此进行了描述。这允许调制光发射，这对于各种应用来说都是有利的。

总结与展望

但使用锰作为荧光粉并不是研究的唯一焦点。 Zn[B2(SO4)4] 物质于 2019 年首次被发现，可以与氯化锰结合加工成“固溶体”。这些新方法表明，锰不仅可以作为 LED 的具有成本效益的替代起始资源，而且还可以推动创新材料的开发。然而，为了制造高效 LED，需要进一步研究以确定锰激活荧光粉的确切特性。

总体而言，对锰的研究可以彻底改变 LED 技术，并减少对昂贵且对环境有害的原材料的依赖。因此，研究人员面临着进一步优化结果并将子系统推向市场的挑战。