In dem Forschungsbereich Gallium-Nitrid-Optoelektronik des Ferdinand-Braun-Instituts werden UV-Leuchtdioden (LEDs) auf Basis des InAlGaN-Materialsystems entwickelt und unter anderem deren Alterungsmechanismen untersucht.
Wieso ist es wichtig, die Alterungsmechanismen von UV LEDs zu verstehen?
UV-LEDs haben ein breites Anwendungsspektrum. Sie können beispielsweise zur Härtung von Farben und Polymeren oder zur Wasseraufbereitung verwendet werden. Wenn man auf dem Zahnarztstuhl sitzt und die Füllung oder der Kleber der festen Zahnspange ausgehärtet werden müssen, wird UV-Strahlung verwendet. All diese Anwendungen haben gemein, dass sie UV-LEDs benötigen, die eine stabile optische Leistung über eine lange Betriebszeit haben. Aktuell liegen die Lebensdauern, beispielsweise von UV-LEDs, die im UV – B – Spektralbereich (280 nm bis 320 nm) emittieren, nur bei einigen 100 h bis 1000 h. Welche physikalischen Gründe das hat, wird am Ferdinand-Braun-Institut intensiv untersucht, um die UV-LEDs mit Hilfe dieses Wissens zu verbessern.
Bezug zum Studiengang physikalische Technik – Medizinphysik
Um den Alterungsmechanismus untersuchen zu können, werden die LEDs über einen Zeitraum von mehreren 100 h bis 1000 h bei konstantem Strom und konstanter Temperatur gestresst. Während des Stresses werden die optische Leistung, die Temperatur und die Spannung von jeder LED im Abstand von mehreren Minuten gemessen. Im Anschluss werden die Ergebnisse ausgewertet, wobei beispielsweise die optische Leistung über der Zeit aufgetragen oder auch die Strom-Spannungs-Kennlinien graphisch dargestellt und analysiert werden.
Durch das Studium physikalische Technik – Medizinphysik wurden Grundlagen geschaffen, auf die ich während meines Praktikums zurückgreifen konnte. Aufgrund der verschiedenen Laborübungen wurden mir nicht nur die Grundlangen der Messtechnik zur Messung von physikalischen Größer näher gebracht, sondern auch die statistische Auswertung von Messdaten. Aber auch der Aufbau von Halbleiterbauelementen, insbesondere der Diode wurde besprochen.
Dank eines freundlichen und hilfsbereiten Teams erweitert man sein Wissen schnell. Nach und nach darf man immer mehr Aufgaben selbständig erledigen, wie zum Beispiel Messungen und Auswertungen.
