通過確定簡單的指引，加州大學圣塔芭芭拉分校(UCSB)半導體照明與能源中心的研究人員已經(jīng)能夠優(yōu)化熒光粉——這是白光LED照明的關鍵器件——從而使燈具更亮更高效。 直到不久前，熒光粉材料的制備仍不是很科學，更像是藝術，這種制備基于尋找作為激活劑離子(activator ions)基質(zhì)(host)的晶體結構，從而才能將較高能量的藍光轉化為較低能量的黃或橙光。 “目前還不完全確定哪些可以使熒光粉高效以及哪些不可以，”研究人員表示，在錯誤的主劑中，一些光子會化為熱量浪費掉，因此關鍵問題是：如何選擇正確的基質(zhì)。 隨著LED越來越亮，比如被用于汽車前照燈，這樣它們就變得越來越熱，因此無可避免地會影響熒光粉特性。 “隨著溫度的攀升，極少熒光粉材料可以保持原有效率。”研究人員表示，目前仍不甚了解如何選擇給定激發(fā)劑離子的基質(zhì)架構，亦即如何使熒光粉高效，如何使熒光粉在溫度漸升時保持高效。 但是，采用基于密度功能原理(由UCSB教授所開發(fā))進行計算，該研究人員已經(jīng)確定了，晶體基質(zhì)結構的硬度( rigidity )是熒光粉效率的關鍵因素。熒光粉效率越高，其結構硬度越大。 而且結構硬度標識可以采用密度功能原理進行計算，這使得材料可以在制備和測試前進行篩選。 這一突破可以使半導體照明更高效更亮，從而加速推動其發(fā)展。 “我們的目標是使效率實現(xiàn)90%，或者300lm/W，”研究人員表示，他們已經(jīng)展示了效率高達60%的試驗品。