Moskovan fysiikan ja teknologian instituutin (MIPT) ja Venäjän tiedeakatemian Lebedevin fysiikan instituutin tutkijat ovat suunnitelleet ja testanneet uudenlaista katodiluminesenssilamppua. Uusi lamppu, joka perustuu kenttäemission ilmiöön, on luotettavampi, kestävämpi ja valoisampi kuin sen vastineet ympäri maailman.
Vaikka LED-lamput ovat yleistyneet, ne eivät ole ainoa puhdas ja energiansäästävä vaihtoehto hehkulampuille. 1980-luvulta lähtien tutkijat ympäri maailmaa ovat tutkineet niin sanottuja katodiluminesenssilamppuja toisena vaihtoehtona yleisvalaistukseen.
Katodiluminesenssiin perustuvilla valaisimilla on se etu, että ne voivat säteillä valoa lähes millä tahansa aallonpituudella punaisesta ultraviolettiin riippuen siitä, mitä fluoresoivaa materiaalia käytetään.
Uudet ultraviolettivalot olisivat erityisen ajankohtaisia, kun otetaan huomioon äskettäin elohopeaa käyttävien kodinkoneiden, kuten loisteputkien kieltäminen YK:n Minamata-yleissopimuksessa.
Toinen tärkeä etu uudelle lampulle ledeihin ja loisteputkiin verrattuna on se, että se ei tukeudu kriittisiin raaka-aineisiin. Näitä ovat esimerkiksi gallium, indium ja jotkut harvinaisten maametallien osat.
Yhdysvalloissa on yritetty tuottaa kaupallisia katodiluminesenssilamppuja, mutta ne olivat kookkaita ja niiltä kesti useita sekunteja katodin lämmittämiseksi käyttölämpötilaan. Kenttäemissioilmiön toteuttavat emissiokatodit eivät vaadi lämmitystä. Kylmä katodi emittoi elektroneja vain sähköstaattisen kenttään ja tunnelointiin perustuen.
Tehokkaan, pitkäkestoisen ja teknisesti edistyneen katodin suunnitteleminen, jota voidaan valmistaa massatuotannossa kohtuuhintaan, on kuitenkin osoittautunut haastavaksi.
- Kenttäemissiokatodimme on valmistettu tavallisesta hiilestä, mutta tätä hiiltä ei käytetä pelkästään kemikaalina, vaan rakenteena, kertoo MIPT:n tyhjiöelektroniikan tutkija ja tutkimusryhmän vetäjä, professori Evgeni Sheshin.
- Löysimme keinon muodostaa rakenteen hiilikuiduista, jotka ovat kestäviä ionipommitukselle, tuottavat korkean emissiovirran ja ovat teknisesti kohtuuhintaan tuotettavissa.
Hiilen erikoiskäsittelyllä katodin kärkeen muodostettiin monia alle mikrometrin ulkonemia, mikä johtaa ultrakorkeisiin sähkökenttiin elektroneja tyhjiöön ohjaavissa kärjissä. MIPT:n tutkijaryhmä on myös kehittänyt kompaktin teholähteen katodiluminesenssivalolle, joka toimittaa riittävästi kilovoltteja onnistuneelle elektronien kenttäemissiolle.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 17.7.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
