不久之前,位于美国的荧光粉研究人员声称已经成功研发出了比之前更便宜、寿命更持久的白光LED。并且他们将会在近期举办的第250届美国化学学会(ACS)全国会议暨博览会上讨论此项发明。 从美国罗格斯大学过来且参与该项研究的团队成员之一的Zhichao Hu 介绍说:如果美国有更多的人在家里或企业使用LED,那么耗电量有可能减少到一半。当时的他还是一名研究生。如今他是罗格斯大学博士后,主要研究稀土元素领域。

  现今的LED技术通常是使用一个半导体芯片来产生出蓝光,然后依靠黄色发光荧光粉涂层将颜色转换成白色。这种荧光粉是使用了铈的钇铝石榴石(由稀土元素组成)混合制成。然而这些稀土元素都非常昂贵,且供应十分有限,基本来源主要来自于美国以外的采矿作业。

  现在该研究团队正在试图研发以混合磷为基础的技术,并声称该技术可使LED的寿命更持久、 效率更高、 成本更低。他们混合了普通富含土壤的金属和有机发光分子产生可控的LED白光荧光粉。通过改变金属以及有机成分,研究人员们可以系统地调整荧光粉对人眼所能接受的区域可见光光谱的颜色。他们还将继续试验研发其他基于不同的金属和有机化合物的不含稀土的LED荧光粉。

  有很多材料都存在组合的可能,所以他们最初计算了多种排序的可能性,通过预测各种金属和有机物组合会发出何种颜色的光,然后进行试验测试,找到最佳组合。他们这种方法能够允许覆盖包括黄色和白色的整个可见范围的带隙和光发射能够进行系统微调。 因此,他们研发的LED灯能够微调出一种暖白光,类似于廉价低效的白炽灯,这在普通照明应用中将会有着重要意义。

  Hu还指出:我们不得不克服的挑战之一就是找出合适的条件合成化合物。就好像做菜一样,这种合成也是需要配方。它往往并不是简单地将原材料混合在一起就能获得所需的产品。我们需要优化反应条件--温度、溶剂的添加--然后制定简单的步骤,获取高产量的化合物。

  通过对某些材料进行试验的结果显示,该团队运用目前的方法已经能够减少 90%LED的成本。他们已申请美国专利,并在探讨生产的可能性。这个项目研究的经费已由国家科学基金会和美国罗格斯大学提供。Hu目前也受到了美国国家能源部重要材料研究所的资助。