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Les ampoules passent au sans fil

23.07.2004

Pénétrant rapidement dans nos vies, les appareils sans fil à des fins diverses ont atteint les bastions les plus conservateurs des technologies «filaires» - en particulier l'éclairage électrique.

Selon un communiqué du laboratoire de recherche nucléaire américain Sandia National Laboratories, des sources lumineuses sans fil à base de nanocristaux ont été développées aux États-Unis, qui pourront à l'avenir remplacer les lampes à incandescence ou les lampes fluorescentes qui nous sont familières. En plus de l'absence de fils électriques, les nouvelles lampes ont un autre avantage - une efficacité très élevée. Les sources lumineuses sans fil ont été développées dans le cadre d'un projet conjoint entre les laboratoires nationaux de Los Alamos et les laboratoires Sandia. Les éléments émetteurs qu'ils contiennent sont des nanocristaux.

Des structures semi-conductrices appelées "puits quantiques" sont utilisées comme sources d'énergie. Leur rayonnement ultraviolet est efficacement absorbé par les nanocristaux, après quoi il est réémis dans le visible. Il a été démontré expérimentalement que la structure des nanocristaux commence à émettre de la lumière, étant à proximité immédiate de la source d'énergie.

Un tel mécanisme présente un certain nombre d'avantages intéressants. En particulier, la longueur d'onde de la lumière émise par les nanocristaux est davantage déterminée par les paramètres géométriques des structures que par les propriétés des matériaux utilisés, ce qui permet d'obtenir facilement des sources d'une certaine couleur (par exemple, rouge , bleu, vert), ou, en les combinant, pour obtenir une couleur blanche. Le "puits quantique" utilisé dans les expériences menées par les scientifiques américains est un film d'environ trois nanomètres d'épaisseur de nitrure d'indium et de gallium déposé sur un substrat de deux pouces de diamètre. La structure des niveaux d'énergie permet au "puits quantique" de rayonner dans l'ultraviolet (longueur d'onde d'environ 400 nm).

Le "puits quantique" lui-même a été créé dans les laboratoires Sandia par le chimiste Daniel Koleske. L'assemblage du montage expérimental et la conduite des expériences, ainsi que le développement de la théorie, ont été réalisés par des scientifiques du laboratoire de Los Alamos. Dans notre expérience, le "puits quantique" a été pompé avec de l'énergie à l'aide d'un laser. Remplacer le laser par un courant électrique plus pratique se heurte à des difficultés importantes, mais les scientifiques pensent que ce problème est tout à fait résoluble.

Déjà dans les premières expériences, l'efficacité du transfert d'énergie était de 55 %. Les scientifiques pensent qu'à l'avenir, ce chiffre pourrait augmenter de manière significative, presque jusqu'à 100%. Le développement de sources lumineuses à haut rendement est l'une des tâches prioritaires de l'électronique à semi-conducteurs moderne : aujourd'hui, les dispositifs d'éclairage sont le principal consommateur d'électricité produite dans le monde.

La direction la plus prometteuse dans ce domaine est la création de LED super brillantes. Des appareils similaires sont déjà apparus sur le marché - en particulier, la société italienne Rimsa a développé une lampe pour salles d'opération PentalLED, qui donne une lumière absolument "froide". Il utilise des LED Luxeon V, capables de fournir 120 lumens de puissance lumineuse et avec une durée de vie vingt-cinq fois plus longue que les halogènes actuellement utilisés.

Le développement de sources lumineuses "sans fil" efficaces à base de nanostructures élargira sans aucun doute considérablement le champ d'application des nouvelles technologies.

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