tai lieu dien tu

ND- Phòng thí nghiệm công nghệ na-nô (LNT), Ðại học quốc gia TP Hồ Chí Minh đã
chế tạo thành công đèn LED sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên của Việt Nam.
Loại đèn của tương lai
Ðèn LED na-nô là kết quả ứng dụng công nghệ na-nô sau hai năm nghiên cứu của tập thể các
nhà khoa học của LNT. Ðây là loại đèn sạc phát ánh sáng trắng, không sinh nhiệt khi chiếu sáng
sử dụng trong lĩnh vực chiếu sáng dân dụng và có tuổi thọ tới 100 nghìn giờ. Các chuyên gia của
phòng thí nghiệm đã nghiên cứu chế tạo cấu trúc bán dẫn phát sáng bằng phương pháp Mocvd
(tạo màng bằng thể hóa hơi kim cơ), họ cũng đã thành công việc tạo ra các màng mỏng bán
dẫn GaN trên đế saphia, màng GaN không pha tạp, GaN pha tạp loại n, InGaN, cấu trúc đa
giếng lượng tử InGaN/GaN, AlGaN, GaN pha tạp loại p... Ðặc biệt, nhóm nghiên cứu đã làm chủ
được công nghệ chế tạo diod bán dẫn phát sáng (LED chip).
Khác với dòng đèn LED đã có mặt trên thị trường chủ yếu ở dạng đèn mầu, dùng làm đèn chỉ thị
điện tử, đèn mầu quảng cáo, đèn trang trí, các sản phẩm đèn LED do LNT sản xuất sử dụng
những bóng đèn LED nhỏ cho ánh sáng trắng. Còn so với loại đèn compact đang phổ biến trên
thị trường hiện nay, đèn LED có ưu điểm là tuổi thọ cao hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và không
sinh nhiệt khi chiếu sáng. Dù công suất tiêu thụ ở mức từ 2-4W nhưng độ phổ sáng đèn LED
tương đương với các loại đèn compact hiện nay trên thị trường có công suất 6-12W. Thời gian
sử dụng lên đến 16 giờ (khi sạc đầy), theo lý thuyết, tuổi thọ của bóng LED xấp xỉ 100 nghìn
giờ. Ngoài ra, đèn LED do LNT sản xuất có thể sử dụng nhiều nguồn điện sạc khác nhau như:
pin năng lượng mặt trời, nguồn điện xoay chiều 220V-50Hz hay cả nguồn điện một chiều 12V từ
xe hơi, đi-na-mô quay tay...
PGS, TS Ðặng Mậu Chiến, Giám đốc Phòng thí nghiệm na-nô cho biết: Sản phẩm đèn LED của
LNT sản xuất phát ánh sáng trắng với cường độ cao có những công dụng dùng để sinh hoạt
hằng ngày, đặc biệt vùng sâu, vùng xa nơi không có mạng lưới điện. Do được trang bị ắc-quy
(12V-1,3Ah/4Ah) đồng thời tích hợp hệ thống bảo vệ ắc-quy đèn trong quá trình sạc, nên đèn
LED không chỉ nâng cao tính an toàn cho người sử dụng mà còn thuận tiện cho các hoạt động
khác nhau như sinh hoạt trong nhà (đặc biệt vùng sâu, vùng xa nơi không có mạng lưới điện),
làm việc văn phòng, sử dụng trong sửa chữa, bảo trì thiết bị, xe hơi hay sử dụng trong trường
hợp khẩn cấp (cúp điện đột xuất), sinh hoạt ngoài trời, sân vườn, cắm trại, du ngoạn. Sản xuất
đèn LED là một trong những hướng nghiên cứu chiến lược của LNT nhằm tạo ra sản phẩm ứng
dụng vào đời sống, phục vụ chương trình tiết kiệm năng lượng của Nhà nước.

Tiếp cận công nghệ na-nô
Công nghệ na-nô là ngành khoa học về nghiên cứu, chế tạo, điều khiển và ứng dụng các vật liệu
linh kiện có kích thước siêu nhỏ, trong khoảng từ 1 - 100 nm (1m = 109 nm). Kích thước và cấu
trúc siêu nhỏ dẫn đến các thay đổi lớn về tính chất của vật liệu và linh kiện. Tại LNT có các mô-
đun trong phòng sạch với cấp độ sạch từ 1.000 - 100.000) phòng lab tổng hợp hữu cơ và hóa
phân tích, phòng lab định dạng cấu trúc và thao tác na-nô, phòng lab phân tích cấu trúc và tính
chất vật liệu... Một trong những hướng nghiên cứu chính của các nhà khoa học ở đây là hướng
đến các ứng dụng trong y học. Hợp tác với Hà Lan, PTN sẽ làm những bộ linh kiện nhỏ (KIT)
mang theo người để người bị bệnh tiểu đường chẩn đoán hàm lượng đường trong máu, từ đó
chủ động điều chỉnh chế độ ăn uống.
Còn nhiều ứng dụng khác nhờ độ nhạy của na-nô. Chẳng hạn như độ nhạy của na-nô có thể
phát hiện sớm mầm mống của bệnh ung thư, thêm hy vọng để chữa trị được căn bệnh này. Một
số hướng nghiên cứu khác là nhóm sản phẩm tiết kiệm năng lượng, chế tạo những linh kiện,
những tấm pin mặt trời để đưa vào sử dụng; ống các-bon na-nô, sản xuất các linh kiện phát xạ
trường như màn hình, các vật liệu na-nô ứng dụng trong môi trường gồm na-nô bạc (khử khuẩn
trong nước, làm sạch nước uống), na-nô vàng (khử khí ô nhiễm từ các động cơ), na-nô ô-xít ti-
tan (phủ trên lớp gạch men để khử khuẩn tự làm sạch trong dân dụng, trong các thiết bị vệ
sinh).
Hiện nay, các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm đang tập trung vào thiết kế và mô phỏng,
vật liệu màng mỏng, phân tích cấu trúc - tính chất vật liệu na-nô, công nghệ đèn LED và la-de,
linh kiện vi điện tử, cảm biến na-nô sinh học, pin năng lượng mặt trời và ống than na-nô... Bước
đầu, ngoài đèn LED, phòng thí nghiệm đã thành công trong việc chế tạo TiO2 với các kích thước
hạt khác nhau, một vật liệu na-nô tự làm sạch và diệt khuẩn. Công nghệ này có thể cho ra
nhiều loại sản phẩm khác nhau, như kính chống mờ sương, gạch men tự làm sạch, diệt khuẩn
và có độ bền cao. Tính chất diệt khuẩn của màng đã được kiểm nghiệm bằng phương pháp đếm
số khuẩn lạc trên đĩa petri. Phòng thí nghiệm cũng đã nghiên cứu tìm ra quy trình chế tạo ống
than na-nô (CNTs), loại vật liệu mới với nhiều tính chất rất đặc biệt về cơ lý và điện tử, như tính
phát xạ trường, được ứng dụng nhiều trong linh kiện MEMS và NEMS. Sợi na-nô được xem là vật
liệu lý tưởng trong chế tạo cảm biến sinh học, bởi tính chất đặc biệt của nó là điện trở của sợi
rất nhạy với sự thay đổi môi trường. Với sự giúp đỡ và hợp tác của Viện Nghiên cứu công nghệ

na-nô MESA + (Hà Lan), phòng thí nghiệm đã nghiên cứu chế tạo thành công cảm biến na-nô
sinh học dùng trong định lượng một số hợp chất sinh học. Một số ứng dụng đang được triển khai
để tạo sản phẩm: dùng sợi na-nô pla-tin để định lượng nồng độ glu-cô, hướng tới đo hàm lượng
glu-cô trong máu; dùng sợi na-nô si-líc để định lượng DNA và prô-tê-in.
Theo PGS, TS Ðặng Mậu Chiến, hiện nay LNT đã triển khai một số dự án hợp tác về chế tạo vật
liệu tự làm sạch, vật liệu na-nô ứng dụng trong dược phẩm, nghiên cứu về vật liệu ống các-bon
na-nô với các doanh nghiệp và đơn vị nghiên cứu trong và ngoài nước. Chính nhờ những ứng
dụng luôn gắn liền với nhu cầu cuộc sống, phòng thí nghiệm na-nô đã có đối tác sẵn sàng nhận
chuyển giao công nghệ để thương mại hóa các nghiên cứu khoa học, và vừa ký hợp đồng nghiên
cứu khoa học và phát triển công nghệ với Công ty Mặt Trời Ðỏ (RSE) được thành lập với hai đối
tác chính là Trung tâm tiết kiệm năng lượng TP Hồ Chí Minh (ECC) và Công ty Tân Kỷ Nguyên
với chi phí đầu tư ban đầu là hai triệu USD.
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Xem các bài liên quan Điốt tại Điốt (định hướng)
LED lục, lam và đỏ.
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có khả
năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu
tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.
Mục lục
[ẩn]
• 1 Hoạt động
• 2 Tính chất
• 3 Ứng dụng
• 4 Xem thêm
• 5 Liên kết ngoài
[sửa] Hoạt động
Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối
bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động khuếch

tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển
sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n
tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).
Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại
gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá
trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có
bước sóng gần đó).
[sửa] Tính chất
Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác
nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn
toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.
LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến
3 V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng
do điện thế ngược gây ra.
[sửa] Ứng dụng
Loại LED Điện thế phân cực thuận
Đỏ 1,4 - 1,8V
Vàng 2 - 2,5V
Xanh lá cây 2 - 2,8V
Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng.
LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo,
trang trí, đèn giao thông.
Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn bằng khí neon. Đèn
chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng.
Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho đồ điện
tử dân dụng.
[sửa] Xem thêm
Chiếu sáng bằng LED: Hướng tiết kiệm điện lâu
dài !
I. Chiếu sáng bằng LED tiết kiệm điện, giảm ô nhiễm môi trường

Thiếu điện cần phải tiết kiệm điện, đó là vấn đề không phải riêng của một số quốc gia nào. Điện chiếu sáng thông thường chiếm
cỡ 20% điện lượng tiêu thụ của mỗi nước, một tỷ lệ rất đáng kể.
Vì vậy để tiết kiệm điện, nước nào cũng nghĩ đến cách tiết kiệm điện chiếu sáng. Nhưng tiết kiệm bằng cách cắt điện, giảm điện
chiếu sáng dưới mức cần thiết thì ít nước làm vì ảnh hưởng đến xã hội, giao thông, an ninh, giáo dục.... Hướng quan trọng để tiết
kiệm điện chiếu sáng là sử dụng những kỹ thuật chiếu sáng mới, năng lượng điện tiêu thụ ít hơn nhiều nhưng kết quả chiếu sáng
không giảm, có khi còn tốt hơn. Kỹ thuật chiếu sáng mới nhất, tiết kiệm nhất nhưng lại có hiệu quả cao nhất là kỹ thuật chiếu
sáng bằng chất rắn (SSL - Solid State Lighting) hay nói nôm na chiếu sáng bằng LED (LED: Light emiting diode - điôt phát
sáng).

Trước khi nói rõ hơn việc chiếu sáng bằng LED là gì, dựa trên cơ sở nào, tiết kiệm ra sao và các nước trên thế giới đang triển
khai như thế nào, ta xét một vài số liệu để có ấn tượng về lợi ích chiếu sáng bằng LED.
Bộ Năng lượng Mỹ báo cáo rằng nếu 50% việc chiếu sáng ở Mỹ hiện nay được thay thế bằng cách chiếu sáng bằng LED, nước
Mỹ vẫn được chiếu sáng như vậy nhưng bớt đi được 41 GW điện (GW: gigawatt - nghìn tỷ watt). Một nhà máy điện cỡ trung
bình có công suất cỡ 1GW, vì vậy chỉ thay thế 50% cách chiếu sáng hiện nay bằng cách chiếu sáng dùng LED, nước Mỹ có thể
giảm đi 41 nhà máy điện. Bỏ đi 41 nhà máy điện, ngoài lợi ích kinh tế, còn đỡ thải ra môi trường một lượng đáng kể khí CO
hiệu ứng nhà kính.
Có thể hình dung lượng khí CO
2
thải ra làm tổn hại môi trường qua số liệu lấy từ báo cáo của cơ quan năng lượng quốc tế IEA
năm 2006: để có điện thắp sáng như hiện nay trên toàn thế giới mỗi năm phải thải ra 1900 nghìn tỷ tấn khí CO
2
, ba lần lớn hơn
lượng khí CO
2
do máy bay trên toàn thế giới thải ra, bằng 70% lượng khí CO
2
do tòan bộ xe ô tô thải ra trong 1 năm.
Tóm lại, có thể không giảm yêu cầu chiếu sáng mà chỉ thay đổi cách chiếu sáng nhờ dùng đèn LED điện năng tiêu thụ giảm đáng
kể, lượng khí CO
2

làm ô nhiễm môi trường cũng giảm đáng kể. Để dễ thấy ưu việt của cách chiếu sáng bằng LED, ta hãy xét các
cách chiếu sáng dùng điện phổ biến hiện nay.
II. Các loại đèn chiếu sáng đang dùng hiện nay.
1. Đèn sợi đốt
Loại đèn này ra đời đã gần 200 năm. Trong bóng thủy tinh đã hút chân không có sợi dây vonfram rất mảnh, thường gọi là sợi
tóc. Khi có dòng điện chạy qua, sợi tóc nóng lên đến gần 3000
0
C, phát sáng.
Loại đèn này dễ chế tạo, giá rẻ điện áp có thấp thì chỉ bớt sáng. Nhưng hơn 95% năng lượng điện tiêu thụ là để tỏa ra nhiệt,
phần biến ra ánh sáng nhìn thấy chưa đầy 5 phần trăm.
Khi nóng, vonfram bị bốc hơi, nhỏ đi điện trở tăng lên, lại càng nóng hơn và dễ dẫn đến đứt. Tuổi thọ đèn này cỡ 1000 giờ.
2. Đèn halogen
Loại đèn này thực chất là đèn sợt đốt nhưng làm bằng thủy tinh chịu nhiệt hay thạch anh trong có khí thuộc họ halogen. Khi dây
vônfram bị đốt nóng bay hơi, hơi vônfram lại quay lại bám vào dây, chỗ nào dây nhỏ, nóng thì hơi vônfram lại bám vào nhiều
hơn. Nhờ đó bóng có thể làm nhỏ và dây tóc làm việc ở nhiệt độ cao, ánh sáng phát ra mạnh, có khi đến 9% năng lượng điện tiêu
thụ biến ra ánh sáng. Tuổi thọ của đèn có thể đến 2000 giờ.
Một bóng đèn halogen 60W có độ sáng tương đương với bóng đèn sợi đốt thường 100W. Bóng thường được dùng ở đèn trước
của ôtô, đèn chiếu ...
Bóng đèn rất nóng, cấu tạo phức tạp, vật liệu cao cấp hơn so với bóng đèn sợi đốt thường, giá thành cao.
3. Đèn hơi natri