Softwareteknologi, der simulerer LED -enheder til hurtig udvikling af lyskilder

En Purdue-tilknyttet virksomhed udvikler en ny tid og omkostningseffektiv softwareteknologi, der kan tilbyde en mere effektiv og realistisk måde at modellere og simulere lysemitterende dioder (LED'er) for at opnå mere kraftfulde og mere effektive LED-lyskilder, der ofte bruges generelt belysning, bilbelysning og forbrugerelektronik.

Tillmann Kubis, en forskningsassistent professor, og Gerhard Klimeck, en professor, både på Purdues School of Electrical and Computer Engineering, i Purdue's Network for Computational Nanotechnology og Purdue's Center for Predictive Materials and Devices, sammen med Junzhe Geng, en kandidatstuderende i Klimecks nanoelektroniske modelleringsgruppe, var med til at stifte virksomheden LEDcentral LLC for at kommercialisere teknologien.

LEDcentrals mål er at forbedre design af LED'ers effektivitet og udgangseffekt.

"Den mest effektive LED-pære på markedet lige nu har en ret svag effekt, så det, vi forsøger at gøre, er at udvikle en måde at have høj udgangseffekt og stadig opnå høj effektivitet. Lige nu er det ikke muligt på grund af det, der kaldes effektivitetsdroop. Det er ikke helt forstået, hvor faldet kommer fra, eller hvordan man løser det, så det er her vores softwaremodel kommer i spil, " sagde Kubis. "I øjeblikket, vi er specielt interesserede i blå LED-lys, som er grundlaget for hvide pærer. Vi sigter mod vores modeller for at hjælpe industrien med at udvikle mere kraftfuld og mere effektiv LED -teknologi. "

LEDcentrals modelleringssoftware kan spare både tid og penge i udviklingsprocessen.

"I stedet for at fremstille hundredvis af enheder, du kan simulere tusindvis af dem, og vælg derefter de bedste 10, du rent faktisk interesserer dig for, "Sagde Kubis." Derudover er hvis du har eksperimentelle data, som du ikke helt forstår, vi kan forklare, hvorfor adfærden observeres. Vi er i stand til at forklare eksperimenter, der er sket, og forudsige eksperimenter, der ikke er sket. Brugere kan køre vores teknologi på en lokal computer, og vi har også brugergrænseflader, så den er let at bruge for en person, der ikke er uddannet i softwaren. "

Kubis sagde, at konventionelle modeller kan være utilstrækkelige og dyre.

"De modeller, der findes i industrien og den akademiske verden, er baseret på klassiske fremgangsmåder, hvor elektroner betragtes som partikler; deres adfærd bør studeres på et multiskalaparadigme, dvs. atomistisk opløsning på en mikrometerlængde skala, "sagde han." Modeller på nanometerskalaen gør et ret godt stykke arbejde, men vigtige LED-egenskaber mangler. Derudover forsøgene på at modellere fysikken på et kvanteniveau er normalt meget dyre. Kvantemekanikken er fanget og den lille skala er fuldt dækket, men disse forsøg er ikke særlig effektive."

Det er meget vanskeligt for designere i den akademiske verden og industrien at få en dybere forståelse af LED-processer til at guide designforbedringer, Tilføjede Kubis.

"LED-enheder er små og dyre at lave. Det er ikke muligt at lave hundredvis af disse enheder uden at tjekke for forbedringer, fordi den involverede fysik er meget ikke-lineær og meget kompliceret, " sagde han. "Hvis en ændring i enhedens struktur gør det muligt for den at yde bedre, du kan ikke bare blive ved med at implementere den ændring og forvente, at den fortsætter med at fremme enheden. Denne indsigt i fysikkomponenten kan virkelig hjælpe med at vejlede og rådgive designforbedringer. "

Teknologi, der bruges af LEDcentral, er licenseret gennem Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization. Virksomheden er medlem af Purdue Startup Class of 2017. LEDcentrals software bliver brugt i eksisterende kode.

"Vores teknologi er implementeret i en eksisterende software og bliver i øjeblikket brugt. Vores metode er virkelig effektiv, og vores resultater har vist, at vi er meget tæt på de eksperimentelle data, tættere end nogen anden metode, der hidtil er udviklet, "Kubis sagde." Vi har hidtil modtaget meget positiv feedback og fandt ud af, at efter modtagelse af ægte enhedsdata var vores modelleringsdata i næsten perfekt overensstemmelse. "

Samlet set, softwaren kan i høj grad påvirke den miljøpåvirkning, LED-lys har, Kubis tilføjet.

"Hvis vi kan, med en lille indsats, udskift alle disse ineffektive pærer, energispildet kunne reduceres enormt, " sagde han. "Der er et enormt miljømæssigt aspekt af, hvad vores teknologi kan gøre."

LEDcentral planlægger at frigive sit produkt i den nærmeste fremtid.

"Lige nu er vores teknologi kun tilgængelig for dem, der bruger en specifik platform, som er blevet kommercialiseret af et andet selskab. Til offentliggørelse har vi brugt nanoHUB ret omfattende, da det tilbyder online træning, seminarer, papirer, lærebøger, præsentationer og onlineværktøjer, " sagde Kubis. "Vores teknologi vil være en del af et værktøj i en forenklet version. Dette ville understøtte vores forretning, men også give studerende og klasser mulighed for at drage fordel af det. Inden for året skulle den være tilgængelig."