Электролюминесценция
Всем привет!
Тема сегодняшнего материала — электролюминесценция. Поговорим об истории, химии и природе явления, обсудим примеры электролюминесценции.
Также можете посмотреть видео.
Определение электролюминесценции
Электролюминесценция — это явление свечения, которое происходит при пропускании электрического тока через материалы, обладающие способностью светиться при подобных условиях. Форма холодного излучения света при котором не выделяется тепло.
Примеры электролюминесценции
Электролюминесценцию можно использовать для создания светоизлучающих диодов LED, которые применяются в различных областях, таких как освещение и дисплеи. Также можно использовать для создания тонких, гибких дисплеев, которые идеально подходят для использования в небольших электронных устройствах, таких как часы и телефоны. Некоторые примеры электролюминесценции включают в себя:
- Лампы: используют явление электролюминесценции для создания света. Когда на тонкий слой фосфора наносится переменное электрическое поле, то он светится, производя свет. Электролюминесцентные лампы использовались в прошлом в телевизорах, музыкальных центрах, а также в различных других устройствах.
- Кабели: обладают способностью светиться при подаче на них электрического тока. Они могут использоваться для декоративного освещения или для подсветки в автомобильной промышленности.
- Панели: используются в автомобильной промышленности и могут отображать различные информационные сообщения или графические изображения, освещаясь при подаче на них электрического тока.
- Часы: используют явление электролюминесценции для отображения времени. Когда на тонкий слой фосфора, покрытый на поверхности часов, подается переменное электрическое поле, он начинает светиться, отображая время.
Источники электролюминесценции
Электролюминесценция может происходить в различных материалах, в том числе в жидкостях, твердых телах, газах, полупроводниках и многих других. Ниже перечислены некоторые материалы, которые могут проявлять электролюминесценцию:
- Фосфор: фосфорные материалы часто используются для создания электролюминесцентных покрытий, так как они могут светиться при наличии электрического поля.
- Органические материалы: некоторые органические материалы, такие как полимеры, также могут проявлять электролюминесценцию.
- Светодиоды: электролюминесценция также используется для создания светодиодов (Light Emitting Diode, LED), которые могут светиться в различных цветах.
- Кристаллы: некоторые кристаллические материалы могут проявлять электролюминесценцию, например, карбид кремния и цинк с фосфором.
- Газоразрядные лампы: электролюминесценция используется для создания газоразрядных ламп, которые могут светиться в различных цветах.
История электролюминесценции
Ранние исследования и разработки: противоречивы.
В сети нашел информацию, что явление было исследовано итальянским ученым Ж. Дестрио в 1936 году. Также, что электролюминесценция полупроводниковых кристаллов карбида кремния зеленого цвета была открыта в 1907 году в лаборатории Маркони английским ученым Генри Раундом.
Нейросеть Gerwin AI утверждает, что концепция электролюминесценции была впервые открыта британским ученым Уильямом Уилсоном в 1907 году, тогда он заметил, что некоторые материалы излучают свет при воздействии электрического тока.
Нейросеть ChatGPT ссылаясь на книгу «Electroluminescence» (А. Э. Ханнафина, Р. С. Вивиан) и статью «Electroluminescence: A Review of the Early Days» (D. F. Nelson), настаивает, что явление было открыто британским физиком Джорджем Сторрером (George Störer) в 1899 году, который первым описал свечение кристалла карбида кремния при воздействии на него высокочастотного электрического поля. Однако, в 1907 году британский физик Джордж Стоуни (George W. Stone) обнаружил электролюминесценцию в кристаллах цинка с фосфором при подаче на них высокочастотного электрического поля, что привело к созданию первых электролюминесцентных ламп.
Основные открытия, которые легли в основу развития ЭЛУ
Современное применение и использование
С тех пор исследования науки, лежащей в ее основе, продолжались в постоянном темпе, и были достигнуты успехи в понимании ее химии и того, как она работает на молекулярном уровне.
С годами электролюминесценция становится все более популярной, широко используется во многих современных электронных устройствах, таких как телевизоры, компьютеры, часы, мобильные телефоны и другие потребительские товары, а также используется для вывесок и дисплеев благодаря своей энергоэффективности по сравнению с традиционными технологиями освещения, такими как лампы накаливания или люминесцентные лампы.
Природа электролюминесценции
Компоненты, участвующие в процессе
В основе любого электролюминесцентного устройства лежит органическое соединение, известное как «электролюминофор», которое состоит в основном из атомов углерода и атомов азота, расположенных вместе в различных формах в зависимости от используемого типа (например, полимеры).
Эти молекулы действуют как полупроводники, которые поглощают электрическую энергию от внешнего источника (например, батареи) при подключении через электроды, проходящие через них, что создает движение в их молекулярной структуре, заставляя их излучать фотоны — частицы света — при возбуждении этим потоком тока, производя видимое освещение от них без выделения какой-либо тепловой энергии, что делает его очень эффективным в производстве яркого света от небольшого количества поставляемой электроэнергии; это свойство делает его очень желательным для приложений с низким энергопотреблением, таких как светодиодные технологии, где длительный срок службы может быть желателен над яркостью выхода из-за ограниченных запасов батарей, доступных в этих устройствах.
Принцип работы
Сам процесс включает в себя движение электронов через молекулу электролюминофора во время проводимости. Это вызывает возбуждение в их молекулярной структуре, поглощая электрическую энергию, в результате чего они излучают фотоны наружу от своего источника, создавая видимое освещение без выделения дополнительного тепла, что означает высокую эффективность преобразования электроэнергии в полезные источники, оставаясь при этом относительно холодными во время работы (в отличие от традиционных ламп накаливания).
Электролюминесцентный конденсатор:
- Стекло;
- Прозрачный проводящий слой;
- Люминофор;
- Металлический электрод.
Этот процесс обычно требует наличия нескольких слоев в каждом устройстве, включая электроды, соединяющие обе стороны, чтобы они могли функционировать должным образом, а также изоляцию вокруг них для предотвращения короткого замыкания во время работы между различными компонентами, которые находятся внутри большинства современных электронных устройств, поскольку они часто питаются непосредственно от батарей, а не от сети: по сравнению с традиционными лампами накаливания или флуоресцентными лампами электролюминесцентные устройства имеют ряд преимуществ перед ними;
Во-первых, они требуют гораздо меньше потребляемой мощности на единицу площади, поэтому для них требуются более компактные батареи/пакеты питания, что обеспечивает большую мобильность за счет меньшей занимаемой площади, поскольку эти устройства часто нуждаются во внутренних источниках питания, а не в сетевом подключении, которое предлагает нам большинство городов/поселений в наши дни.
Во-вторых, они не генерируют дополнительного тепла, обеспечивая при этом тот же уровень яркости, что делает их идеальными в ситуациях, когда охлаждающее пространство может быть недоступно.
В-третьих, последний, но не менее важный фактор — стоимость, поскольку необходимые материалы намного дешевле, чем традиционные решения для освещения (лампы накаливания/флуоресцентные лампы), в сочетании с меньшим количеством электроэнергии, потребляемой каждый день, все это снижает стоимость владения с точки зрения конечного пользователя — особенно учитывая более длительный срок службы, связанный с новыми моделями, которые выпускаются на рынок каждый год, постепенно вытесняя старые.
Электролюминесценция видео
Похожие записи:
Заключение
Электролюминесценция обеспечивает нам эффективный способ производства видимого освещения без выделения дополнительного тепла, но при этом позволяет достичь желаемых уровней яркости, необходимых для многих различных типов приложений, начиная от светодиодных технологий мобильных телефонов и заканчивая вывесками и табло, которые сегодня можно встретить в крупных заведениях благодаря достижениям в понимании химии, лежащей в основе процесса, а также улучшению материалов со временем позволило производителям выпускать более эффективные модели с каждым годом, постепенно заменяя старые, так что общие преимущества в производительности намного превосходят затраты, связанные с владением одним из них в наши дни.
Есть чем дополнить материал? Оставь комментарий 👍
Отличный материал!