För några år sedan var forskare vid Linköpings universitet (LiU) tidigt ute och publicerade några artiklar om kiselkarbid och dess förmåga att släppa ifrån sig ljus. Arbetet upphörde dock i brist på pengar med nu kan forskningen kring vita lysdioder tillverkade i SiC ta ny fart tack vare Danmark.

Valdas Jokubavicius är doktorand vid LiU och utvecklar processerna för att framställa fluorescerande kiselkarbid och kubisk kiselkarbid.
Foto: LiU

Det är Danmarks tekniska universitet, DTU, som fått medel för en satsning som de driver i samarbete med bland andra LiU-forskaren Mikael Syväjärvi.

LiU:s forskare i halvledarmaterial, professor Rositsa Yakimova och docent Mikael Syväjärvi med flera, var tidigt ute och publicerade åren 2010-2012 en rad artiklar såväl om kiselkarbid som om dess förmåga att släppa ifrån sig ljus. Pengabrist gjorde dock att forskarna istället ägnade sig åt kubisk kiselkarbid för solceller och grafen men de danska pengarna innebär nu en öppning.

– Men vi gav inte upp de vita lysdioderna. Vi sålde vår patenterade metod att tillverka kiselkarbid till ett japanskt företag som ville utveckla vita lysdioder. Tekniken befinner sig dock på utvecklingsstadiet, det finns en del kvar att reda ut, säger Mikael Syväjärvi.

– Vi är en grupp forskare från DTU, KTH, universitetet i Erlangen och här på LiU som länge arbetat tillsammans i lite olika konstellationer. Fler partners kopplas på beroende på vilket projekt det handlar om, i det här fallet finns det exempelvis danska industriella partner med i projektet också.

Projektet drivs av Haiyan Ou, biträdande professorn i fotonik vid DTU. Det ska pågå i 3,5 år, inräknat hösten 2015, och i slutänden ska en vit lysdiod kunna demonstreras. Inom projektet finns även konkreta mål för introduktion på marknaden.

– Danskarna är duktiga på själva lysdiodstekniken och vi är tillbaka till forskningsspåret för att utveckla materialet. Det är superspännande eftersom det finns få publiceringar inom det här området och vi får bryta helt ny mark, säger Mikael Syväjärvi.

Själva Kiselkarbiden ska tillverkas på LiU i en patenterad process och forskarna har sedan tidigare visat hur de genom att dopa materialet med kväve och bor får fram ett gult ljust. Dopar de istället kiselkarbiden med kväve och aluminium uppstår ett blått ljus. Tillsammans ger de ett rent vitt ljus. Det går enligt forskarna även att få fram ett antal vita nyanser mellan gult och blått.

– Det gula ljuset har vi full koll på, men det blå behöver vi utveckla vidare.

Lysdioderna i kiselkarbid ska bli ett komplement till de lysdioder i galliumnitrid som i dag finns på marknaden. De är enligt LiU exempelvis inte alls lika känsliga för värme, det behövs inga jordartsmetaller och de har en betydligt längre livslängd, uppemot 35 år räknar forskarna med.

– Även en av de japanska Nobelpristagarna är med och utvecklar lysdioden från kiselkarbid. Det är inte en fråga om de nya vita lysdioderna kommer, utan när. Det finns både stora energivinster och goda affärer i den här tekniken, säger Mikael Syväjärvi.

– Och för min del spelar det ingen roll om ett japanskt företag eller ett danskt tillverkar lysdioderna, det viktiga är att vår teknik kan vara till nytta och bidra till att minska världens energiförbrukning.

Filed under: SvenskTeknik