Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Viel Licht aus Nanodrähten - Leuchtdioden sollen Glühlampen ersetzen

08.01.2010
Das Institut für Halbleitertechnik der Technischen Universität Braunschweig entwickelt in einem EU-geförderten Forschungsprojekt energiesparende weiße Leuchtdioden.

Unter der Leitung von OSRAM Opto Semiconductor GmbH, Regensburg, wollen internationale Expertenteams aus fünf Universitäten, vier Forschungsinstituten sowie fünf Industriepartnern weiße Leuchtdioden (LEDs) kostengünstiger, noch effektiver und "weißer" machen.

Obwohl moderne LEDs aus dem Halbleitermaterial Galliumnitrid (GaN) bereits so hell sind, dass sie in Autoscheinwerfern eingesetzt werden können, sind Anwendungen für die Raumbeleuchtung noch die Ausnahme. Gerade hier könnte man aber erheblich Energie einsparen, denn etwa 20 Prozent der gesamten Stromerzeugung in Deutschland wird für Beleuchtung genutzt.

Durch den aufwendigen und teuren Produktionsprozess sind LEDs als Glühlampenersatz noch nicht für den Massenmarkt geeignet. Zusätzlich ist die Farbtreue von LEDs bislang nicht besonders gut, da sich ihr abgestrahltes Licht in der Regel nur aus zwei Farben zusammensetzt. Die Diode selbst sendet blaues Licht aus ihrer aktiven Zone, in der zusätzlich noch Indium in die Kristallschichten eingebaut wird. Der Indium-Anteil bestimmt die genaue Emissionsfarbe. Über der Halbleiterdiode befindet sich eine Farbstoffschicht, die einen Teil des blauen Lichtes absorbiert und als gelbes wieder abgibt.

Zusammen erscheint blaues und gelbes Licht weiß. Je nach Alterungsgrad und Schichtdicke des Farbstoffs erscheint das Licht jedoch manchmal blau- manchmal eher gelbstichig. Das menschliche Auge ist da sehr empfindlich und kann kleinste Farbveränderungen wahrnehmen.

"Die technologische Neuerung in unserem Projekt besteht darin, dass wir LEDs verwenden, die nicht aus dünnen Schichten bestehen, sondern aus dreidimensionalen Nanosäulen", erläutert Privatdozent Dr. Hergo Wehmann vom TU-Institut für Halbleitertechnik. Solchen Strukturen in unterschiedlichen Abmessungen um 100 milliardstel Meter (100 nm) haben Vorteile zu herkömmlichen LEDs:

o Die kristalline Qualität von Nanosäulen wird kaum noch vom Substrat bestimmt, auf dem sie aufwachsen. Vielmehr kann man von teuren Saphir-Substraten auf preisgünstige und größere Silizium-Substrate wechseln. Dies verringert die Herstellungskosten der nanoLEDs.

o Die kleinen Strukturen sorgen dafür, dass das Licht leichter aus dem Halbleiter in die Umgebung abgestrahlt werden kann, die Säulen wirken direkt als Lichtleiter. Außerdem ist die aktive Fläche bei gleicher Grundfläche größer - eine Säule strahlt Licht auf der gesamten Oberfläche ab. Dadurch werden die nanoLEDs stromsparender arbeiten.

o Eine einzige, große strahlende Fläche kann aus vielen nanoLEDs aufgebaut werden, die unterschiedliche Farben abstrahlen. Diese Farben werden dann zu einem angenehmen, "warmen" Weiß gemischt.

Die Forschergruppe um Prof. Andreas Waag aus dem Institut für Halbleitertechnik wird mit 850.000 Euro von der EU gefördert und beschäftigt sich vor allem mit der Herstellung und der Optimierung der Nanostrukturen. Das Projekt nennt sich "SMASH" (Smart Nanostructured Semiconductors for Energy-Saving Light Solutions) und wird von der Europäischen Kommission über die nächsten drei Jahre mit insgesamt mit 12 Millionen Euro gefördert.

Hintergrund
Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) ist eine Einrichtung der TU Braunschweig und gehört zur Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik. Mit etwa 40 Mitarbeitern widmet sich das Institut der Erforschung von Halbleiter-Nanostrukturen und deren Anwendung u. a. für nanoLEDs, thermoelektrische Generatoren, Hochtemperatur- und Nanopartikel-Sensorik sowie Solarzellen.
Kontakt
Prof. Andreas Waag
Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig
Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig
E-Mail: a.waag@tu-braunschweig.de
Tel.: 0049-531-391-3774

Ulrike Rolf | idw
Weitere Informationen:
http://www.iht.tu-bs.de
http://www.tu-braunschweig.de

Weitere Berichte zu: Glühlampe Halbleitertechnik LED Leuchtdiode Nanodraht Semiconductor Säule

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Solarenergie: Defekte in Kesterit-Halbleitern mit Neutronen untersucht
07.12.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Plug&Play-Lichtlösung für die NOx-Messung
07.12.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie