Эффективность светодиодов с излучательным КПД выше 100%

Несколько дней назад ученые Массачусетского технологического института презентовали первый в мире светодиод, который продемонстрировал просто невероятный КПД выше 100%.

Законы физики этот маленький механизм не нарушает, просто в подсчетах есть одна маленькая хитрость. Тем не менее, устройство продемонстрировало свою работу в режиме, который вышел далеко за пределы привычного представления о превращении электрического тока в свет.

Ученые из институтской лаборатории электроники смогли спроектировать светодиод, у которого получилось продемонстрировать излучательную эффективность в 230%. (Здесь имеется в виду соотношение мощности получаемого светового излучения до силы передаваемого тока).

Суть работы уникального светодиода ничем не отличается от аналогичной основы обычных светодиодов. Если говорить доступно, то внешнее возбуждение, получаемое в результате подключения к источнику напряжения, порождает в светодиоде пары «электрон-дырка, которые благодаря подаваемому току не только существуют, но еще и рекомбинируют, генерируя фотоны, которые, по сути, и являются светом.

И если в прежних исследованиях ученые пытались увеличить количество рекомбинаций, то при проектировании этого светодиода было решено «бороться» за количество фотонов, которые генерируются в результате этого процесса.

Таким образом, диод умеет конвертировать в свет не только электрический ток, получаемый из сети, но и тепло, излучаемое его же кристаллической решеткой. Но поскольку при подсчете берется только ток, в результате мы получаем соотношение, нарушающее один из фундаментальных законов физики.

К сожалении, на сегодняшний день этот уникальный режим работы достигается лишь при очень низком уровне излучения и малых значениях напряжения и тока. Авторы проекта объяснили это тем, что эффективность данного механизма обратно пропорциональна мощности, но важно и то, что при снижении напряжения потребляемая мощность падает намного быстрее, нежели мощность излучения.

Опытный светодиод, который демонстрировался в институте, потреблял из сети 30 пиковатт, но света давал на все 69.

Одновременно было констатировано снижение температуры оболочки (в этом законы физики обмануть не удалось).