aA
Kauno technologijos universiteto Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) profesorius Audrius Alkauskas svariai prisidėjo prie reikšmingo šviesos diodų efektyvumo tyrimo, vykdyto kartu su JAV mokslininkais.
Kristalines gardeles defektai gali nulemti nespinduline elektronu ir skyliu rekombinacija LED P. Allen nuotr.
Kristalines gardeles defektai gali nulemti nespinduline elektronu ir skyliu rekombinacija LED P. Allen nuotr.

Fizikos mokslų daktaras A. Alkauskas, kartu su Kalifornijos universiteto tyrėjais, šiuolaikiniais teoriniais metodais nustatė šviesos diodų (LED) atominėje struktūroje esančius defektus, darančius įtaką šių prietaisų našumo kritimui.

Kaip rašoma pranešime žiniasklaidai, bendradarbiavimas su JAV mokslininkais prasidėjo dar 2011-iais, kai tyrėjas pradėjo dirbti Kalifornijos universitete, Santa Barbaroje. Po trejų metų A. Alkauskui grįžus į Lietuvą bendradarbiavimas tęsėsi ir toliau.

„Šis bendras darbas su Amerikos tyrėjais – naudingas abiems pusėms, nes vieni kitus papildome skirtingomis kompetencijomis. Aš turiu labai gerą teorinį pasirengimą ir gilias kietojo kūno fizikos žinias, o mano kolegos JAV – didelę patirtį medžiagų moksle“, – teigė A. Alkauskas, pažymėdamas, kad sėkmingai prasidėjęs bendradarbiavimas bus tęsiamas ir ateityje.

Galės pagerinti prietaisų našumą

Pasak tyrimo vadovo Chriso Van de Walle iš Kalifornijos universiteto, tyrėjų naudojami nauji teoriniai metodai gali įvertinti, kokie konkretūs defektai yra LED sudarančiose medžiagose ir kaip galima pagerinti šių labai svarbių prietaisų našumą.

JAV tyrėjui antrina ir A. Alkauskas, kuris pabrėžia, kad šiuolaikiniai puslaidininkiai yra sudėtingos medžiagos.

„Ypač sunku eksperimentiškai charakterizuoti gardelės defektus, kurių net ir labai maža koncentracija gali ženkliai pakeisti medžiagos savybes. Suprasti šiuos defektus padeda teorija ir kompiuterinis modeliavimas, o tai ir buvo šio darbo esmė“, – sakė KTU mokslininkas.

Profesorius C. Van de Walle taip pat pažymi, kad puslaidininkiniai šviestukai iš esmės yra patys efektyviausi žinomi šviesos šaltiniai, tačiau kol kas jų našumas gerokai mažesnis nei leistina teorinė riba.

„LED'uose elektronai yra įleidžiami iš vienos prietaiso pusės, skylės – iš kitos. Šviesa atsiranda, kai elektronas, keliaujantis per kristalą (šiuo atveju galio nitrido pagrindu pagamintą medžiagą) susitinka skylutę (elektronų nebuvimą). Elektronui perėjus į žemesnės energijos būseną, išspinduliuojamas fotonas – šviesos kvantas“ – toliau procesą aiškina C. Van de Walle.

Kartais, kai krūvininkai susitinka, šviesa negeneruojama. Taip atsitinka dėl vadinamosios nespindulinės Shockley-Read-Hall (SRH) rekombinacijos (pavadintos pirmąkart ją aprašiusių mokslininkų vardais, – red. past.). Pasak tyrėjų, krūvininkai yra pagaunami gardelės defektuose, kur jie „rekombinuoja“, bet neskleidžia šviesos.

Nustatyti konkretūs defektai yra galio vakansijų kompleksai su deguonimi ir vandeniliu. „Šie defektai anksčiau buvo stebėti nitridiniuose puslaidininkiuose, tačiau iki šiol jų neigiamas poveikis nebuvo suprantamas“, – paaiškino pagrindinis darbo autorius Cyrusas Dreyeris, atlikęs daugumą teorinių skaičiavimų.

Anot C. Van de Walle, šių tyrimų sėkmę lėmė du dalykai: intuicija apie taškinius defektus, kurią mokslininkų grupei pavyko sukaupti per daugelį metų, ir naujausių teorinių metodų panaudojimas.

Leis auginti aukštesnės kokybės kristalus

JAV mokslininkas taip pat pabrėžia labai svarbų Audriaus Alkausko išvysčiusio krūvininkų nespindulinės pagavos skaičiavimų metodikos indėlį: „Ši metodika leis ateityje nustatyti kitus defektus ir mechanizmus, prisidedančius prie SRH rekombinacijos“.

„Tyrimas atskleidė, kokie būtent defektai lemia šviesos diodų kritimą. Kitas žingsnis – eksperimentinis to pademonstravimas. Sėkmės atveju, tai parodys, kaip auginti aukštesnės kokybės kristalus“, – į ateities perspektyvą žvelgia A. Alkauskas.

KTU mokslininkas vertina tai, jog iškilus sunkumams, išmoko nenuleisti rankų ir bandyti juos išspręsti keliant pačias drąsiausias hipotezes. A. Alkauskas taip pat buvo sužavėtas labai aukštu savo bendradarbių iš JAV moksliniu lygiu ir intuicija.

A. Alkausko su Amerikos mokslininkais vykdyto tyrimo rezultatai buvo publikuoti moksliniame žurnale Applied Physics Letters (2016), o penkerius metus nuosekliai rašyto straipsnio rezultatus vaizduojanti iliustracija pasirodė ant žurnalo viršelio.

Amerikos mokslininkus finansavo JAV Energetikos departamentas, o KTU MGMF Fizikos katedros profesoriaus bei Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) vyriausiojo mokslo darbuotojo A. Alkausko tyrimus rėmė Europos Sąjunga per „Marie Sklodowska-Curie“ programą. Straipsnį anglų kalba galite skaityti čia.

www.DELFI.lt
Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Sukūrė tobulą sprendimą ieškantiems būsto, bet nemėgstantiems vaikščioti

Lietuvių IT projektuotojai „Data Dog“ yra įsikūrę Kaune , bet sukūrė Australijos...

Patikėję lietuviško plaktuvo sėkme žmonės sumokėjo 92 tūkst. eurų (4)

Išmanų maisto ir gėrimų plaktuvą „Millo“ sukūrę ir užpatentavę lietuviai prieš mėnesį...

Į kosmosą turėtų kilti dar vienas lietuviškas palydovas

Birželio pabaigoje iš Indijos su raketa į orbitą turėtų išskrieti Vilniaus universiteto ( VU )...

Lietuviai dirba su „Google“ saulės elektrinių parku Belgijoje

Vietą tarptautinėje rinkoje atradę lietuviai, saulės elektrinių projektuotojai „Detra Solar“,...

Neįtikėtinas lietuvių išradimas: kaip tamsiausią naktį gatves apšviesti su Saule (5)

Be dirbtinės šviesos tiesiog neįsivaizduojame savo gyvenimo – namuose, biuruose, parduotuvėse,...

Top naujienos

Delfi Plius DELFI

Dėl pareiškimo apie pasikėsinimą į Putiną analitikai turi savo versiją: gandas jau plinta (3)

Ukrainos gynybos ministerijos Vyriausiosios žvalgybos valdybos pirmininkas Kyrylo Budanovas...

Nauja žemės reforma kaitina aistras: vieni vadina istoriniu pasiekimu, kiti įspėja dėl korupcijos (1)

Gegužę Seimui pateiktame įstatymų pakete numatyti keli reikšmingi pokyčiai: Nacionalinė...

Karas Ukrainoje. Rusija Donbase stumiasi tolyn, dabar sunkiausia keturiuose miestuose rusai priartėjo prie Severodonecko užėmimo (1)

Šiandien jau 95 karo Ukrainoje diena. Prancūzijos ir Vokietijos vadovai paragino Rusijos...

Brangus maistas keičia dalies pirkėjų įpročius: kelios taisyklės, kaip sutaupyti

Augančios maisto kainos daro poveikį ir gyventojų įpročiams. Jie vis rečiau dairosi į...

Mirė žurnalistas ir rašytojas Laimonas Tapinas

Šeštadienį eidamas 78-uosius metus mirė Lietuvos žurnalistas, rašytojas, vertėjas, kino...

Garsus Ukrainos prodiuseris išjuokė Kadyrovo kalbas, kad „Lenkija gali būti užimta per 6 sekundes“: nedarykite sau gėdos

Ukrainos reperis ir prodiuseris Potapas sureagavo į Čečėnijos Respublikos vadovo Ramzano...

Delfi PliusEglė Gatelytė

„Dėl Ukrainos tampame pajuokos objektu“: vokiečių atsargos pulkininkas garsiai ištarė jau seniai sklandantį įtarimą (7)

„ Karas Ukrainoje labai dinamiškas, Rusijos kariuomenė bando apsupti didžiuosius miestus...

„Real“ triumfas finale – supermenas Courtois nupūtė visus „Liverpool“ smūgius (1)

Geru pusvalandžiu vėliau šeštadienį prasidėjusiame UEFA Čempionų lygos finale Paryžiaus...

Suskaičiavo, ar lietuviams dar apsimoka apsipirkti Lenkijoje: galite nustebti (1)

Lenkijoje praėjus beveik keturiems mėnesiams po PVM maistui panaikinimo, gyventojai sako, kad...