Geri Dön

Novel nanocrystal-integrated LEDs utilizing radiative and nonradiative energy transfer for high-quality efficient light generation

Yüksek kaliteli, verimli ışık üretilmesi için ışınımsal olan ve olmayan enerji transferi kullanan, nanokristal ile tümleştirilmiş özgün LED?ler

PDF İndir

  1. Tez No: 277003
  2. Yazar: SEDAT NİZAMOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Işık yayan diyotlar, katı hal aydınlatma, nanokristal, kuvantum noktacıkları, renk dönüşümü, ışınımsal olmayan enerji transferi, eksiton-eksiton etkileşimleri, Light emitting diodes, solid state lighting, nanocrystals, quantum dots, color conversion, nonradiative energy transfer, exciton-exciton interactions
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 243

Özet

Artan karbon salınımı ile oluşan çevre sorunları ile birlikte sınırlı kaynaklardan dolayı ortaya çıkan enerji sorunu ile mücadele etmek için, enerji verimLiliğini ve enerji faydalanma düzeyini artıran yeni yolların bulunması enerji geleceğimiz açısından gereklidir. Günümüzde bu amaçla aydınlatma verimLiliği elde etmek özellikle önemLidir; çünkü bugün yapay aydınlatma dünyadaki toplam enerji üretiminin yaklaşık %19'unu tüketmektedir. Potansiyel karbon salınımını azaltmak amacı ile aydınlatma etkinliğini iyileştirmek için geniş yer bulunmaktadır. Ancak, bilimsel zorluk, aynı zamanda yüksek kaliteli fotometrik performansa ulaşmaktır. Bu problemLerin çözümü için, yarıiletken kuvantum noktacıklarından oluşan nanofosfor ile tümLeştirilmiş yeni nesil ışık yayan diyotlar ? LED'ler önerdik, geliştirdik ve gösterdik. Yüksek ışık kararlılığı ile, boyutla ayarlanabilir ve dar-bantlı ışımaya sahip bu yarıiletken nanokristallerin olumLu özellikleri, yüksek kaliteli ve verimLi aydınlatma yeteneğine ulaşmamızı sağlamıştır. Nanokristal ışıyıcıların özel tasarım kombinasyonlarını kullanarak, yüksek fotometrik performansa sahip, uygulamaya özgü beyaz LED'leri (örneğin, iç aydınlatma, sokak aydınlatması ve LED ?TV için) elde etmek üzere hedeflenen beyaz ışıma tayfını oluşturulabildiğini gösterdik. Ayrıca, bu yarıiletken nanokristallerin dipol-dipol etkileşim yetisi, Förster-tipi ışınımsal olmayan enerji transferine dayalı özgün aygıt tasarımLarı gerçekleştirmemize olanak verdi. Renk dönüşümLü LED'lerdeki eksiton-eksiton etkileşimLerini kontrol altına alarak, tuzağa düşmüş eksitonlari geri çevrimi ile artırılmış renk dönüşümünü ve nanokristal kuvantum noktacıklarını ışınımsal olmayan pompalanmasıyla beyaz ışık üretimini gösterdik.Bu tez araştırma çalışmaları, dünyada ilk defa yarıiletken nanokristal kuvantum noktacıklarının renk dönüşümü, ışıksal verim, renk sıcaklığı ve skotopik/fotopik oranı cinsinden fotometrik performans olarak bilinen eser fosfor tozlarını geçtiğini başarılı şekilde göstermiştir.

Özet (Çeviri)

To combat environmental issues escalating with the increasing carbon footprint, combined with the energy problem of limited resources, innovating fundamentally new ways of raising energy efficiency and level of energy utilization is essential to our energy future. Today, to this end, achieving lighting efficiency is an important key because artificial lighting consumes about 19% of total energy generation around the globe. There is a large room for improving lighting efficacy for potential carbon emission cut. However, the scientific challenge is to reach simultaneously high-quality photometric performance. To address these problems, we proposed, developed and demonstrated a new class of color-conversion light emitting diodes (LEDs) integrated with nanophosphors of colloidal quantum dots. The favorable properties of these semiconductor nanocrystal quantum dots, including size-tuneable and narrow-band emission with high photostability, have provided us with the ability of achieving high-quality, efficient lighting. Via using custom-design combinations of such nanocrystal emitters, we have shown that targeted white luminescence spectra can be generated with desired high photometric performance, which is important for obtaining application-specific white LEDs, e.g., for indoors lighting, street lighting, and LED-TV backlighting. Furthermore, dipole-dipole coupling capability of these semiconductor nanocrystals has allowed us to realize novel device designs based on Förster-type nonradiative energy transfer. By mastering exciton-exciton interactions in color-conversion LEDs, we have demonstrated enhanced color conversion via recycling of trapped excitons and white light generation based on nonradiative pumping of nanocrystal quantum dots for color conversion.This research work has led to successful demonstrators of semiconductor nanocrystal quantum dots that photometrically outperform conventional rare-earth phosphor powders in terms of color rendering, luminous efficacy of optical radiation, color temperature and scotopic/photopic ratio for the first time.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    199891

    Novel ultraviolet scintillators based on semiconductor quantum dot emitters for significantly enhanced photodetection and photovoltaics

    Morötesinde önemli ölçüde fotoalgılama ve fotovoltaik iyileştirmesi için yarıiletken kuvantum nokta ışıyıcıları temelli yenilikçi sintilatörler

    EVREN MUTLUGÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  2. Tez No

    335666

    Multi exciton generation and recombination of semiconductor nanocrystals: Fundamental understanding and applications

    Yarı iletken nanokristallerde çoklu eksiton oluşturması ve yeniden birleşimi: Temel bilimsel anlama ve uygulamalar

    AHMET FATİH CİHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  3. Tez No

    849828

    Colloidal synthetic pathways of atomically-flat complex nanocrystal heterostructures

    Atomik olarak düz karmaşık nanokristal hetero yapıların koloidal sentetik yolları

    FARZAN SHABANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  4. Tez No

    659118

    Fabrication of thin film nanocomposite pressure retarded osmosis (PRO) membranes using cellulose nanocrystal (CNC) and evaluation of performances in the processes

    Selüloz nanokristal kullanılarak ince film nanokompozit basınç geciktirmeli osmoz (BGO) membranlarının üretimi ve proseslerde performans testlerinin gerçekleştirilmesi

    MEHMET EMİN PAŞAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU

  5. Tez No

    904973

    Retina-inspired artificial synapses and near-infrared optoelectronic neurostimulation devices using quantum dots

    Kuantum noktaları kullanarak retina ilhamlı yapay sinapslar ve yakın kızılötesi optoelektronik nörostimülasyon cihazları

    RIDVAN BALAMUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyomühendislikKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU

    PROF. DR. AFSUN ŞAHİN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ULUŞAN

Geri Dön