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 (2)

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

Patikėję lietuviško plaktuvo sėkme žmonės sumokėjo 92 tūkst. eurų (51)

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

Į kosmosą turėtų kilti dar vienas lietuviškas palydovas (4)

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

Lietuviai dirba su „Google“ saulės elektrinių parku Belgijoje (5)

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

Neįtikėtinas lietuvių išradimas: kaip tamsiausią naktį gatves apšviesti su Saule (62)

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

Top naujienos

Feisbuke netrūko aistrų: ar galima pykti ant Šimonytės už tiesą? (1537)

Gruodžio 11 d. prisiekus premjerės Ingridos Šimonytės ministrų kabinetui, dalis Vyriausybės...

Gediminas Inčiūra | D+

Per anksti atgulęs „Žalgirio“ barzdočius: tyliojo milžino gyvenimą keitė pragaištingi palydovai (21)

„Ano šimtmečio „ Žalgiris “ pasiekė tokių estetinių aukštumų, kad buvo pasimetę visi to...

Juodajame COVID-19 sergamumo sąraše atsidūrusios savivaldybės sutaria: tokius skaičius lėmė dvi priežastys (105)

Statistikos departamento duomenimis, kai kuriose savivaldybėse sergamumas COVID-19 liga yra ypač...

Vis daugiau vyrų Lietuvoje ryžtasi šiai operacijai: pailgėjęs lytinis aktas – tik vienas iš privalumų (25)

Maždaug kas penktam europiečiui vyrui atlikta apipjaustymo procedūra – nors kai kuriose...

Orai: šilumos kasdien bus vis mažiau (5)

Antradienio dieną per šalį greitai praslinks šaltasis atmosferos frontas, jis bus mažai aktyvus,...

PSO: pasaulis šiemet koronaviruso dar neįveiks (98)

Nerealu tikėtis, kad pasaulis įveiks koronaviruso pandemiją iki šių metų pabaigos, pirmadienį...

Miglė Rakauskaitė | D+

Makabriškas britų planas: kaip benamio lavonas tapo sudėtingos Antrojo pasaulinio karo operacijos dalimi

Auštant saulėtam 1943 metų balandžio rytui, jaunas žvejys pastebėjo keistą objektą...

Nelaimė Salantuose: į upę visą vakarą teka teršalai, meras prašo pagalbos (17)

Kretingos rajono meras Antanas Kalnius pirmadienio vakarą feisbuke pranešė, kad Priešgaisrinės...

Neplanuotas nėštumas pakeičia visą gyvenimą: perėjo kryžiaus kelius, kad susigrąžintų gyvybės langelyje paliktą kūdikį (38)

Neatlaikę žinios apie netikėtą nėštumą vyrai tiesiog pasipusto padus. Moterys skuba...

Dėl LSDP pirmininko posto varžysis politologas Gudžinskas (35)

Dėl Lietuvos socialdemokratų partijos ( LSDP ) pirmininko posto su jau iškeltais kandidatais...