Description: Das Projekt "Einzelvorhaben: Direkt gewachsenes PE-CVD Graphen als funktionale Schicht in AlxGa1-xN UV-LEDs (DiGraL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik durchgeführt. Als große und globale Herausforderungen unserer Zeit wurden u.a. die Trinkwasserversorgung für Mensch und Tier, unsere medizinische Versorgung sowie die Luftreinhaltung identifiziert. Hierfür werden Lösungen gesucht, die mobil und energieeffizient sind. Ein gerade sehr wichtiges Thema ist die effiziente und flächendeckende Desinfektion durch ultraviolettes (UV) Licht. Aktuell werden hierfür Quecksilber (Hg)-haltige und somit umweltschädliche und energiefressende Lichtquellen eingesetzt. Man erwartet, dass UV Leuchtdioden (UV-LEDs) auf Basis von Aluminium-Gallium-Nitrid (AlxGa1-xN) Heterostrukturen die Hg-haltigen Lichtquellen in naher Zukunft ersetzen. Sie gelten als ökologisch und ökonomisch attraktive Alternative in den Anwendungsbereichen Wasser- und Luftreinigung, aber auch für das Gas-Monitoring oder die Phototherapie. Verhindert wird ihr Einsatz bislang durch die schlechte Effizienz aktueller Bauelemente, insbesondere derer, die Licht im unteren UV-C/UV-B Bereich emittieren. Diese weisen zur Zeit wall-plug-efficiencies und externe Quantenausbeuten (EQE) im einstelligen Prozentbereich auf. Als Ursachen für diese schlechten Kenndaten werden u.a. die schlechte laterale Stromverteilung der p-AlxGa1 xN Schicht und die hohen Injektionsverluste am p-Kontakt angesehen. Hier wird weltweit mit Hochdruck nach industriekompatiblen Lösungen gesucht. Ziel dieses Projektes ist es, die Herausforderungen Strominjektion, Stromverteilung und Lichtauskopplung von AlxGa1-xN-basierten UV-C/UV-B LEDs mit einer disruptiven Technologie zu meistern. Dazu soll Graphen, also eine Lage hexagonal angeordneter Kohlenstoffatome, mit Hilfe eines neuen plasma-unterstützten Gasphasen-Depositionsprozesses (PE-CVD) direkt in die UV-LED integriert werden. Durch den geringen Schichtwiderstand, verbunden mit der hohen optischen Transparenz von Graphen soll so die EQE entscheidend erhöht werden.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Leuchtdiode ? Aluminium ? Stromverteilung ? Werkstoff ? Lampe ? Graphene ? Gallium ? Quecksilber ? Umweltschaden ? UV-Strahlung ? Elektrotechnik ? Licht ? Luftreinhaltung ? Luftreinigung ? Gasförmiger Stoff ? Desinfektion ? Mensch ? Technik ? Wasserversorgung ? Wirkungsgrad ? Tier ? Energieeffizienz ? Bauelement ? Kennzahl ? Globale Aspekte ? Lichtdurchlässigkeit ? Einsatzbereich ? Hochdruck ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2020-11-01 - 2022-10-31
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