Керамические светопреобразователи для высокомощных светодиодов разработают в ДВФУ

Молодые ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработают термостойкие преобразователи света (люминофоры) на основе композитной керамики для энергоэффективных и высокомощных светодиодных систем, применяемых в наземных и авиакосмических технологиях. Проект получил финансирование 5 млн рублей в год в рамках президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ) до 2023 года с возможностью продления.

Ученые ДВФУ будут разрабатывать отечественную технологию производства нового светопреобразующего материала (люминофора) на основе композитной керамики из оксида алюминия и иттрий-алюминиевого граната (Al2O3−RE3+:YAG). Материал с композитной архитектурой превзойдет аналоги по параметрам теплопроводности, термической стабильности, механической прочности и световой эффективности излучения. Это позволит снизить более чем в два раза рабочую температуру высокомощных сверхъярких светодиодов белого свечения, а также на 30 процентов снизить энергопотребление осветительного оборудования.

«Результаты нашего проекта должны стать научно-технической основой производства передовых люминофоров как для компактных энергоэффективных световых устройств внутреннего и внешнего освещения, так и для высокомощных светодиодных систем — от портативных проекторов и эндоскопов до лазерных телевизоров с диагональю более 100 дюймов, осветительных приборов для авиакосмической техники, мегасооружений и т.д. Новые люминофоры будут иметь высокий индекс цветопередачи в широком диапазоне значений цветовой температуры, от «теплого» белого цвета лампы накаливания до «холодного» люминесцентного белого, имея при этом световую эффективностью излучения не менее 170 Лм/Вт», — отмечает руководитель проекта, доцент кафедры сварочного производства Инженерной школы ДВФУ Денис Косьянов.

Исследование входит в число приоритетных направлений Стратегии научно-технологического развития РФ и соответствует мировым научным приоритетам. Результаты помогут значительно снизить затраты на освещение, на которое в мире ежегодно тратится 15% всего производства электроэнергии, а в денежном выражении – около $500 млрд., согласно пояснительной записке дорожной карты по развитию фотоники в России. Разработка технологии создания новым систем освещения критически важна для развития и безопасности большинства отраслей промышленности.

Производить новый материал ученые предлагают методами реакционного вакуумного спекания и искрового плазменного спекания, которые были уже успешно апробированы коллективом при выполнении научно-исследовательских работ по проектам РНФ № 18-73-00145 и РФФИ 18-29-11044.

Денис Косьянов отметил, что подготовкой к заявке на конкурс РНФ его коллектив занимался более года. Тему исследования молодые ученые ДВФУ стали развивать после стажировки в одной из ведущих научных организаций мира — Шанхайском институте керамики КАН (SICCAS). В 2020 году конкурс по направлению «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» президентской программы исследовательских проектов РНФ составил семь заявок на место.

Направление Material Science, включающее исследования в области новых квантовых технологий и материалов, определено в Дальневосточном федеральном университете как одно из приоритетных и ориентировано на решения принципиально новых научно-технологических задач, которые находятся на переднем крае современной науки. 

Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru