Neues Messverfahren für Leuchtdioden in Linz entwickelt

7. Jänner 2002, 19:34
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Weiterer Schritt auf dem Weg zur "Glühbirne neu"

Wien - Bis vor wenigen Jahren wurden Leuchtdioden hauptsächlich als rote und grüne Kontrolllämpchen etwa für Schalter eingesetzt. Seit der Erfindung von blauen Leuchtdioden vor rund zehn Jahren bietet sich die Möglichkeit, praktisch alle Farben und selbst weißes Licht zu mischen. Riesige Bildschirme aus Leuchtdioden können so in Zukunft Reklame- oder Musikspots zeigen und das selbst im Freien und bei praller Sonne.

Nun haben Physiker des Instituts für Halbleiter und Festkörperphysik der Universität Linz auch ein neues Messverfahren zur Kontrolle der Beschichtung der Dioden bei der Herstellung entwickelt - entscheidende Voraussetzung dafür, die Leuchtdiode zu einer Lichtquelle zu machen, die mit der Glühbirne konkurrieren kann.

Bessere Energieverwertung

Leuchtdioden haben gegenüber herkömmlichen Glühlampen entscheidende Vorteile. So lässt sich bei gleichem Stromverbrauch eine höhere Lichtausbeute erzielen. Die kleinen Kunststoff-Knöpfchen sind aber auch robuster, da in ihnen kein heißer Draht glüht, das Licht wird vielmehr durch die Verwendung von Halbleiter-Technologie erzeugt. Mäßige Erschütterungen lassen Leuchtdioden - im wahrsten Sinn des Wortes - kalt.

Ausschlaggebend für die ausgesandte Farbe der Leuchtdioden ist die Beschichtung. So ergibt etwa Galliumnitrid (eine Verbindung aus Gallium und Stickstoff) das blaue Licht. Damit die Leuchtdiode funktioniert, muss dieses Material mit größter Reinheit und in Form von sehr dünnen Schichten von weniger als einem Tausendstel Millimeter aufgebracht werden. Die Herstellung geschieht bei 1.100 Grad in der Atmosphäre von reinem Wasserstoff.

Verfahren

Durch die hohen Temperaturen komme als Messverfahren zur Kontrolle des Herstellungsprozesses der Beschichtung nur ein optisches Verfahren in Frage, so die Linzer Experten. Dabei wird linear polarisiertes - in einer bestimmten Ebene schwingendes - Licht durch Fenster im Reaktor auf die neue entstandenen Schichten gestrahlt und anschließend das reflektierte Licht analysiert. Aus der linearen Polarisierung wird beim Durchgang durch die wachsenden Schichten eine elliptische Polarisierung, aus dieser Veränderung können die Forscher sowohl die Schichtdicke als auch deren Zusammensetzung errechnen.

Der Vorteil des Verfahrens liege in der hohen Messgenauigkeit, so könnten Schichtdicken auf Nanometer (der millionste Teil eines Millimeters) genau bestimmt werden. Damit könnte bei auftretenden Fehlern sogar noch während der Herstellung der Schichten korrigierend eingegriffen und teure Fehlproduktionen vermieden werden. (APA)

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