Como la opción de iluminación más ecológica y eficiente del mercado en este momento, las luces LED (diodos emisores de luz) están ganando popularidad. La electroluminiscencia, el mecanismo por el cual cualquier material emite luz cuando una corriente eléctrica lo atraviesa, es la forma en que este tipo de iluminación genera luz. Los materiales y la tecnología de vanguardia utilizados en la producción de luces LED son los que les confieren su eficiencia y longevidad. En este artículo se analizarán los materiales utilizados para crear luces LED, junto con cómo se suman a los muchos beneficios que tienen los LED sobre las soluciones de iluminación convencionales.
Semiconductores
La idea de un semiconductor y su relación con la corriente eléctrica es la base de las luces LED. Un semiconductor, una sustancia que puede conducir electricidad en determinadas condiciones, sirve como material base para un LED. El silicio es el tipo de semiconductor más utilizado en las luces LED debido a su comportamiento eléctrico, que es predecible y controlado. Los electrones y los agujeros positivos del semiconductor se unen para crear un estado estable cuando se suministra un voltaje directo. De este modo se liberan fotones, la luz que emite el LED.
Materiales para el dopaje
El dopaje es el proceso de agregar elementos a una base de silicio puro para generar un semiconductor que emitirá luz. El dopaje es la técnica de alterar el comportamiento eléctrico del silicio puro mediante la introducción de impurezas. Los dos tipos de impurezas que normalmente se introducen en la base de silicio puro son el tipo P y el tipo N.
Existe un exceso de carga positiva en los materiales dopantes tipo P y un exceso de carga negativa en los materiales dopantes tipo N. Estas sustancias dopantes ayudan a convertir el semiconductor en el componente principal del LED, un diodo. La técnica de extracción de dopaje es esencial para la producción de LED. Para que el LED sea eficaz y duradero, la proporción del material dopante debe ser exactamente perfecta.
Nitruro de Galio
Otra sustancia que se utiliza a menudo en la producción de luces LED es el nitruro de galio. Debido a su alto punto de fusión, este material se puede utilizar en ambientes de alta temperatura. Los LED pueden producir una luz más brillante de manera más efectiva que las fuentes de luz convencionales debido a esta propiedad del nitruro de galio.
Debido a sus ventajosas cualidades, el nitruro de galio se utiliza a menudo como sustituto del silicio en la producción de LED. Debido a la singularidad de los fotones que se liberan, los LED pueden generar una variedad de luces de colores. El color de la luz generada viene determinado por la longitud de onda de estos fotones, que suelen estar entre 400 y 800 nm. Este es uno de los factores que contribuyen a la variedad de colores disponibles en las luces LED.
los fósforos
Para proporcionar el tono apropiado de luz emitida, los fósforos son una parte esencial del proceso de fabricación de LED. Los fósforos son un tipo de sustancia que produce una longitud de onda distinta de luz visible mientras absorbe una determinada longitud de onda de luz, a menudo azul o ultravioleta. Los LED son capaces de producir una amplia gama de colores combinando varios tipos de fósforos con el material semiconductor.
La conversión de fósforo es el método mediante el cual se agregan los fósforos del LED para ayudar a producir luz blanca. En este procedimiento, un LED azul se trata con fósforo amarillo. La luz azul del LED se absorbe y se reemite como luz amarilla después de pasar por el fósforo. La mayoría de las luces LED pueden emitir luz blanca porque la luz azul y la amarilla se combinan para crear luz blanca. Debido a esto, la iluminación LED es una opción flexible que se puede utilizar en muchos entornos para producir diversos efectos.
Materiales para sustratos
Otra parte crucial de las luces LED es el material del sustrato. La base sobre la que se producen elementos semiconductores como el nitruro de galio se conoce como capa de sustrato. Como material de sustrato se utiliza a menudo carburo de silicio u óxido de aluminio, que tienen buena conductividad térmica y pueden soportar aplicaciones de alta temperatura.
El material del sustrato es esencial para la capacidad de los LED de regular su temperatura. Al eliminar el calor de los componentes semiconductores del LED, ayuda en el proceso de enfriamiento. Esto tiene un impacto significativo en la duración de la luz LED. La vida útil de la luz LED se puede prolongar si funciona a una temperatura ideal, lo que requiere un entorno térmico cuidadosamente controlado.
En resumen
En comparación con las luces incandescentes y fluorescentes convencionales, las luces LED duran más, crean una luz más brillante y consumen menos electricidad. Los materiales utilizados en la producción de la tecnología LED son responsables del notable rendimiento de las luces LED. El nitruro de galio, los fósforos, los materiales semiconductores, los materiales dopantes y los materiales de sustrato son importantes para producir una luz eficaz y duradera. La iluminación LED está tomando rápidamente la delantera en el mercado actual debido a la creciente demanda de opciones de iluminación ecológicamente amigables y energéticamente eficientes. Las muchas ventajas de las luces LED se deben a los materiales empleados, lo que las convierte en una excelente opción para una variedad de aplicaciones de iluminación.
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