एलईडी अनुप्रयोगों के लिए सफेद प्रकाश उत्सर्जक का विकास


लेखक – नवनीत कुमार गुप्ता

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान मद्रास के शोधकर्ताओं ने एलईडी में उपयोग के लिए एक सफेद प्रकाश उत्सर्जक को सफलतापूर्वक विकसित किया है। ऊर्जा-कुशल प्रकाश उत्सर्जक डायोड या एलईडी के विकास ने प्रकाश और प्रदर्शन अनुप्रयोगों में ऊर्जा-अक्षम तापदीप्त लैंप की जगह ले ली। जबकि एल ई डी लगभग सभी रंगों में उपलब्ध हैं, सफेद एल ई डी एक हालिया विकास है।

पारंपरिक एलईडी सामग्री सफेद रोशनी का उत्सर्जन नहीं कर सकती है और विशेष तकनीकों जैसे कि पीले फॉस्फोर के साथ नीली एलईडी कोटिंग और नीले, हरे और लाल एलईडी के संयोजन का उपयोग सफेद रोशनी पैदा करने के लिए किया गया है। ऐसी सामग्री की दुनिया भर में खोज की गई है जो इन अप्रत्यक्ष तकनीकों के बजाय सीधे सफेद रोशनी का उत्सर्जन कर सकती है जिससे दक्षता का नुकसान हो सकता है।

नवाचार को शोधकर्ताओं द्वारा पेटेंट कराया गया है और हाल ही में भारत सरकार के ‘एसईआरबी-प्रौद्योगिकी ट्रांसलेशन पुरस्कार’ प्रदान किया गया था। विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान बोर्ड (एसईआरबी) शोधकर्ताओं, शैक्षणिक संस्थानों, अनुसंधान और विकास प्रयोगशालाओं, औद्योगिक एजेंसियां को वित्तीय सहायता प्रदान करता है।

शोध का नेतृत्व डॉ. अरविंद कुमार चंद्रन, सहायक प्रोफेसर, केमिकल इंजीनियरिंग विभाग, आईआईटी मद्रास और प्रोफेसर रंजीत कुमार नंदा बी, भौतिकी विभाग, आईआईटी मद्रास ने किया था।

पेटेंट के अलावा, इस शोध कार्य के परिणाम नेचर ग्रुप-कम्युनिकेशंस मैटेरियल्स से संबंधित प्रतिष्ठित पीयर-रिव्यू इंटरनेशनल जर्नल में प्रकाशित किए गए हैं।

शोध पत्र के सह-लेखक डॉ. तमिलसेल्वन अप्पादुरई, श्री रवि काशीकर, सुश्री पूनम सिकरवार, डॉ. सुधादेवी अंतरजनम, डॉ. रंजीत कुमार नंदा बी और डॉ अरविंद कुमार चंडीरन थे।

इस शोध के व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बारे में बताते हुए, डॉ अरविंद कुमार चंदिरन, सहायक प्रोफेसर, केमिकल इंजीनियरिंग विभाग, आईआईटी मद्रास ने कहा, “स्वदेशी रूप से विकसित चमकदार सफेद प्रकाश उत्सर्जक पारंपरिक उच्च लागत वाली सामग्री को संभावित रूप से बदल सकते हैं और ऊर्जा को असाधारण रूप से बचा सकते हैं। प्रति लुमेन लागत।”

अपनी खोज के भविष्य के बारे में बात करते हुए, डॉ अरविंद कुमार चंदीरन ने कहा, “हम मानते हैं कि हमारा काम भारत सरकार के ‘मेक इन इंडिया’ कार्यक्रम में योगदान देता है और हम निकट भविष्य में प्रकाश उत्सर्जक में एक प्रौद्योगिकी नेता बनने की उम्मीद करते हैं।”

अपने संचार सामग्री अनुसंधान पत्र में, शोधकर्ताओं ने विशिष्ट पेरोसाइट सामग्री के विवरण की रिपोर्ट करने के अलावा, एक स्पष्ट डिजाइन रणनीति का भी प्रस्ताव दिया है जिसे वैज्ञानिक सफेद प्रकाश उत्सर्जक विकसित करने के लिए नियोजित कर सकते हैं।

इस शोध के क्षेत्र में होने वाले प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, आईआईटी मद्रास के भौतिकी विभाग के प्रोफेसर रंजीत कुमार नंदा बी ने कहा, “सफेद रोशनी निकालने के लिए परमाणु स्तर पर विकृति को ट्यून करने से पेरोव्स्काइट समुदाय को इस विषय का अधिक गहराई से पता लगाने के लिए प्रेरित किया जाएगा। ।”

आईआईटी मद्रास की टीम अपने असाधारण ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणों और उत्कृष्ट प्रकाश-से-वर्तमान रूपांतरण क्षमता के कारण विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए ‘हैलाइड-पेरोव्स्काइट्स’ नामक क्रिस्टलीय सामग्री की खोज कर रही है।

शोधकर्ताओं ने विभिन्न गुणों को प्राप्त करने के लिए सामग्री को परमाणु स्तर पर ट्यून करने में विशेषज्ञता विकसित की। हाल ही में एक परियोजना के माध्यम से जिसमें सिमुलेशन और प्रयोगात्मक कार्य शामिल थे, टीम ने प्राकृतिक सफेद प्रकाश उत्सर्जक प्राप्त करने के लिए इस सामग्री की क्रिस्टल संरचना को विकृत कर दिया।

आगे विस्तार से बताते हुए, डॉ अरविंद कुमार चंडीरन ने कहा, “हैलाइड पेरोसाइट में विकृति के रणनीतिक परिचय ने पूर्ण दृश्य स्पेक्ट्रम को कवर करते हुए तीव्र प्रकाश उत्पन्न किया। ये सामग्रियां पारंपरिक और प्रसिद्ध सीई: वाईएजी उत्सर्जक की तुलना में कम से कम आठ गुना तीव्र सफेद प्रकाश उत्सर्जन दिखाती हैं।”

इस विकृत पेरोव्स्काइट को स्वतंत्र रूप से एक सफेद प्रकाश उत्सर्जक के रूप में या सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए नीले एल ई डी के संयोजन में फॉस्फोर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

अन्य हाल ही में विकसित सफेद एलईडी सामग्री के विपरीत, इस विकृत पेरोसाइट ने परिवेशी परिस्थितियों में अभूतपूर्व स्थिरता दिखाई। तीव्र प्रकाश और स्थिरता का उत्सर्जन उन्हें लंबे समय तक चलने वाले, ऊर्जा-बचत वाले प्रकाश अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाता है। सामान्य प्रकाश व्यवस्था के अलावा, सफेद एल ई डी संभावित रूप से लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले बैकलाइट्स, डिस्प्ले मोबाइल लाइटिंग और चिकित्सा और संचार उपकरण में उपयोग किया जा सकता है।

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