Nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN quốc gia về vật liệu huỳnh quang đỏ, đỏ xa ứng dụng cho đèn LED trồng cây

<p style="text-align: justify;">Ngày 08/01/2026, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức phiên họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: "Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang garnet phát xạ đỏ (620 - 690 nm), đỏ xa (700 - 740 nm) trên cơ sở vật liệu A3B5O12:(Cr3+, Mn4+) (A = Gd, Y, La; B = Ga, Al) ứng dụng trong sản xuất đèn LED chuyên dụng cho cây trồng", mã số ĐTĐL.CN-32/23, thuộc Chương trình phát triển Vật lý giai đoạn 2021 - 2025.</p>

Công nghệ chiếu sáng trạng thái rắn (Solid-state lighting - SSL) đang mở ra nhiều cơ hội mới cho nông nghiệp công nghệ cao. Để tối ưu sinh trưởng và phát triển của cây trồng, hệ thống chiếu sáng cần cung cấp phổ ánh sáng phù hợp với phổ hấp thụ của các sắc tố thực vật, trong đó ánh sáng đỏ (620 - 690 nm) và đỏ xa (700 - 740 nm) giữ vai trò then chốt. Ánh sáng đỏ thúc đẩy mạnh quá trình quang hợp, trong khi ánh sáng đỏ xa điều khiển các phản ứng quang hình thái như nảy mầm, ra hoa và kéo dài thân cây. Tuy nhiên, các chip LED phát xạ đỏ trực tiếp từ bán dẫn hiện nay còn hạn chế về độ bền nhiệt và hiệu suất. Vì vậy, hướng nghiên cứu sử dụng bột huỳnh quang chuyển đổi ánh sáng từ chip LED xanh sang vùng đỏ và đỏ xa được xem là giải pháp hiệu quả. Vật liệu garnet A₃B₅O₁₂ pha tạp các ion Cr³⁺, Mn⁴⁺ cho thấy tiềm năng cao nhờ độ bền hóa lý, hiệu suất phát quang tốt và khả năng điều chỉnh phổ phù hợp với nhu cầu chiếu sáng cho cây trồng.

Trên cơ sở kế thừa các nghiên cứu cơ bản để phát triển theo định hướng ứng dụng nhóm vật liệu tiên tiến và theo định hướng phát triển vật lý đến năm 2025, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia "Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang garnet phát xạ đỏ (620 - 690 nm), đỏ xa (700 - 740 nm) trên cơ sở vật liệu A₃B₅O₁₂:(Cr³⁺, Mn⁴⁺) (A = Gd, Y, La; B = Ga, Al) ứng dụng trong sản xuất đèn LED chuyên dụng cho cây trồng". Nhiệm vụ do TS. Nguyễn Tư làm chủ nhiệm, Đại học Phenikaa là cơ quan chủ trì, thực hiện trong giai đoạn 2023 - 2025.

Đề tài với hai mục tiêu chính:

- Chế tạo được bột huỳnh quang garnet phát xạ đỏ A₃B₅O₁₂:(Cr³⁺, Mn⁴⁺) (A = Gd, Y, La; B = Ga, Al) (620 - 690 nm), phát xạ đỏ xa (700 - 740 nm) hấp thụ mạnh tại bước sóng cực đại 460 nm và 410 nm;

- Thiết kế và hoàn thiện quy trình phủ bột huỳnh quang garnet chế tạo được; đóng gói chip LED sử dụng chip violet LED (410 nm) và chip blue LED (460 nm) chuyên dụng chiếu sáng cho cây trồng.

Những kết quả của nhiệm vụ

- Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo bột huỳnh quang phát xạ đỏ hấp thụ xung quanh bước sóng 460 - 480 nm, phát xạ mạnh tại 656 nm và bột huỳnh quang phát xạ đỏ xa hấp thụ trong vùng 400 - 440 nm, phát xạ xung quanh 710 nm;

- Đã hoàn thiện quy trình đóng gói chip LED và đèn LED phát xạ đỏ, đỏ xa từ hai loại bột huỳnh quang chế tạo được dựa trên chip LED 460 nm và 410 nm;

- Đã công bố 05 bài báo ISI (04 công bố trong danh mục ISI Q1 và 01 công bố trong danh mục ISI Q2); công bố 02 bài báo trong nước, 01 bài báo hội nghị;

- 02 bằng sáng chế được chấp nhận đơn hợp lệ;

- Đào tạo thành công 01 thạc sỹ; hỗ trợ đào tạo 01 nghiên cứu sinh và 01 thạc sỹ.

Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những đóng góp của Chủ nhiệm và Cơ quan chủ trì; phần báo cáo tổng kết và báo cáo tóm tắt có cấu trúc hợp lý, phù hợp với yêu cầu của một báo cáo khoa học; Số lượng, khối lượng, tiến độ và chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu nhiệm vụ. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu đề tài mức "Đạt", đồng thời, yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp thu các nội dung và chỉnh sửa, hoàn thiện hồ sơ trình Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả của nhiệm vụ.