Узнаете какой принцип работы светодиода и поймете что такое квантовые точки.
С лампочками, у которых нить накаливания, все более менее понятно: вольфрамовая нить накаливается до высокой температуры и начинает светиться. Это как раскаленный на огне кусок металла. Когда нить перегорает, то лампочка тухнет. Для того, чтобы лампа начала светиться, должно потратится 96% всей энергии, которую она получает.
Светодиод же тратит на свечение всего 4% энергии. Таким образом, светодиод не нагревается. Температура лампы накаливания 2447 градусов Цельсия, для диода - 38 градусов.
Но как диоды светятся? Нет там никакой нити. Что там раскаляется тогда?
Принцип работы светодиода
Свечение дают электроны.
Как мы знаем в любом веществе есть электроны, которые, как бы, "летают" около своего атома. Законы квантового мира отличаются от нашего. Там, если электрон, летающий на определенном расстоянии от атома скатывается (или падает, как вам больше нравится) на меньшую орбиту, то излучается фотон света. Это как яма на дороге. Если едет машина по ровной поверхности то ничего не происходит. Если она попадает в яму, то "выделяется" звук. Но в микромире вместо звука выделяется фотон.
Вот и в светодиодах используется подобный принцип.
В лаборатории выращивается специальный полупроводник, в котором есть атомы со своими электронами и ядрами. Но особенность тут в том, что помимо атомов, там присутствуют еще и ямы - это специальные области, в которые, пролетающий мимо электрон, будет падать (вспомните пример с машиной на дороге). Эти ямы создают условия падения электрона с высокого энергетического уровня на низкий, чтобы выделился свет.
Далее дело за малым. На полупроводник подают ток, электроны начинают мчаться по полупроводнику и в каких-то местах проваливаются в эти самые ямы, тем самым выделяя квант света.
Квантовые точки
Светодиод обладает слабым энергопотреблением и малыми размерами. Это неоспоримые преимущества. Но минус в них в том, что светятся они в одном диапазоне: на пример только красный светодиод или только синий. Обусловлено это тем, что яма (энергетический уровень) имеет всегда одну и ту же глубину. Так в комнатных лампах, чтобы получить холодный или теплый свет, каждый раз нужно покупать разные лампы. Но если лампа будет создана из квантовых точек, то проблема эта будет решена.
В квантовых точках те самые ямы, о которых мы говорили выше, имеют различные энергетические уровни и теперь электрон можно сбрасывать на нужный нам уровень, тем самым, изменять цвет лампы не меняя саму лампу.