美國科學家成功研發不含稀土的LED熒光粉

【中鎢在線新聞網-鎢新聞】

美國研究人員聲稱已經成功研發出更便宜、壽命更持久的白光LED。他們將在近期舉辦的第250屆美國化學學會（ACS）全國會議暨博覽會上討論此項發明。

來自美國羅格斯大學且參與該項研究的團隊成員Zhichao Hu 介紹說："如果美國有更多的人在家里或企業使用LED，那么該國的耗電量可減少一半。"當時，他是一名研究生。現在，他是羅格斯大學博士后，主要研究稀土元素領域。

當前的LED技術通常是使用單個半導體芯片來產生藍光，然后依靠黃光發光熒光粉涂層將顏色轉換成白色。這種熒光粉由摻雜了鈰的釔鋁石榴石（由稀土元素組成）制成。而這些稀土元素非常昂貴，且供應有限，他們主要來自于美國以外的采礦作業。

該研究團隊正在研發以混合磷為基礎的技術，其聲稱該技術可使LED的壽命更持久、效率更高、成本更低。他們結合普通富含土壤的金屬和有機發光分子產生可控的LED白光熒光粉。通過改變金屬及有機成分，研究人員可以系統地調整熒光粉對人眼最能接受的區域可見光光譜的顏色。他們還繼續試驗研發其他基于不同的金屬和有機化合物的不含稀土的LED熒光粉。

許多材料都存在組合的可能，所以他們最初計算了各種排序的可能性，預測各種金屬和有機物組合會發出何種顏色的光，然后進行試驗測試，找到最佳組合。

他們這種方法允許覆蓋包括黃色和白色的整個可見范圍的帶隙和光發射能夠進行系統微調。因此，他們研發的LED燈能夠微調出一種暖白光，類似于廉價低效的白熾燈。這在普通照明應用中有著重要意義。

Hu指出："我們不得不克服的挑戰之一就是找出合適的條件合成化合物。就像做菜一樣，這種合成也需要'配方'。它往往并不是簡單地將原材料混合在一起就能獲得所需的產品。我們需要優化反應條件--溫度、溶劑的添加--然后制定簡單的步驟，獲取高產量的化合物。"

對某些材料進行試驗的結果顯示，該團隊運用目前的方法能夠減少LED 90%的成本。他們已申請美國專利，并在探討生產的可能性。

該項目研究的經費由國家科學基金會和美國羅格斯大學提供。Hu目前也受到了美國國家能源部重要材料研究所的資助。

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