Hackmaniitti valkoisen LEDin loisteaineena

Abstract

Tässä tutkielmassa keskitytään hackmaniitin luminesenssiominaisuuksiin ja niiden hyödyntämiseen valkoisen LEDin loisteainemateriaalina. Hackmaniitti ei sellaisenaan sovi valkoista valoa muodostavaksi loisteaineeksi, vaan sen viritys- ja emissioaallonpituutta tulee muokata. Hackmaniitin rakenne vaikuttaa luminesenssiominaisuuksiin, sillä atomien hilaparametrit ja absorptiomaksimi ovat toisistaan riippuvia. Hilaparametrit määrittävät vakanssien koon, mikä vaikuttaa suoraan näytteen emittoimaan väriin. Hackmaniitin kehysrakennetta muokattiin korvaamalla rakenteen natriumia litiumilla ja klooria bromilla. Hilakooltaan pienempi litium siirtää hackmaniitin emissioaallonpituutta matalammalle aallonpituusalueelle.

Työn tavoitteena oli muokata hackmaniitin rakennetta ja ominaisuuksia niin, että sitä voitaisiin käyttää valkoista valoa muodostavana loisteaineena. Valkoinen LED-valo perustuu keltaisena emittoivalla loisteainekalvolla pinnoitettuun siniseen LEDiin. Loisteainekalvo läpäisee hieman sinistä valoa, jolloin ihmissilmä havaitsee sinisen ja keltaisen valon sekoituksen valkoisena.

Parhaat ominaisuudet omaavista näytteistä valmistettiin eri paksuisia silikoni- ja epoksikalvoja, joilla pinnoitettiin eri aallonpituuden omaavia sinisiä LED-valoja. Loisteainekalvot virittyivät pääasiassa hyvin, ja niiden avulla saatiin muodostettua laaja skaala eri värisiä valoja. Täysin valkoista valoa ei muodostunut, mutta tulokseksi saatiin useita eri sävyisiä valkoisia. Valkoisen valon muodostuminen on varmasti saavutettavissa rakenteen optimoinnilla, joten hackmaniitin voidaan sanoa olevan potentiaalinen valkoisen valon loisteainemateriaali.