elektroluminesenssissä

Elektroluminesenssi on ilmiö, jossa valo syntyy sähkövirran tai sähkökentän vaikutuksesta aineessa. Sähköenergia muutuu fotonien energiaksi, kun elektronit ja reiät injektoituvat materiaalin sisään ja rekombinoituvat radiatiivisesti. Elektroluminesenssi on perusta monille valonlähteille, kuten LED- ja OLED-diodeille sekä erilaisille näytöille ja valaistusratkaisuille.

Käytännössä elektroluminesenssia tarkastellaan pääosin kahdessa kategoriassa: inorgaaniset ja orgaaniset järjestelmät. Inorgaanisissa laitteissa valo tuotetaan puolijohdemateriaaleissa tapahtuvan rekombinaation kautta. Orgaanisissa LEDeissä (OLED) valonlähteitä ovat orgaaniset kerrokset, joissa elektronit ja reiät kulkevat useiden kerrosten läpi ja rekombinoituvat. Viimeaikainen kehitys on tuonut myös perovskite-pohjaiset LEDit, jotka voivat yhdistää korkean tehokkuuden ja joustavat rakenteet.

Materiaalit ja rakenteet määrittelevät valon värin sekä laitteen suorituskyvyn. Tyypillisiä esimerkkejä ovat GaN- ja InGaN-pohjaiset puolijohdelaitteet sekä orgaaniset molekyylit ja pienikokoiset yhdisteet OLED-sovelluksissa. Lisäksi tutkimuksessa ovat mukana fosforipohjaiset järjestelmät sekä kvanttipiste- ja perovskiittipohjaiset ratkaisut.

Sovellukset kattavat näyttöteknologian, televisiot, älypuhelimet sekä taustavalaistukset ja eraattorialaiset merkkivalot. Elektroluminesenssin haasteisiin kuuluvat elinikä, vakaus erityisesti sinisen valon alueella sekä valmistuskustannukset, mutta kehitys parantaa jatkuvasti tehokkuutta ja käyttöikää.