Nesen ASV Enerģētikas departaments (DOE) Argonnas Nacionālajā laboratorijā Lemontā, Ilinoisā, vadīja svarīga LED materiāla izstrādi.
Reformas laboratorijas komandas pētnieki teica: "Gaismas diodes ir ļoti efektīvas, izstaro mazāk siltuma un ilgst ilgu laiku." "Zinātnieki pēta jaunus materiālus, lai padarītu gaismas diodes efektīvākas un ilgākas, un piemēro tās plaša patēriņa elektronikas, medicīnas un drošības jomā."
Pētnieki un partneri no Brukhāvenas Nacionālās laboratorijas, Los Alamos Nacionālās laboratorijas un SLAC Nacionālās paātrinātāju laboratorijas ziņo, ka viņi ir sagatavojuši stabilus perovskite nanokritalus šai LED.
"Dabas fotonika" publicēja rakstu, kurā aprakstīts grupas darbs. "Mūsu pētījumi liecina, ka šī metode ļauj mums ievērojami uzlabot luminiscējošu nanocrystals spilgtumu un stabilitāti," komentēja Argonnas nanomateriālu centra zinātnieks Xuedan Ma.
Perovskite nanocrystals ir galvenie kandidāti jauna veida LED materiālam. Bet ilgu laiku tas izrādījās nestabils testēšanā.
Pētnieku grupa stabilizēja nanocrystals porainā struktūrā, ko sauc par metāla organisko ietvaru (TM).
Pamatojoties uz bagātīgajiem materiāliem uz zemes un ražotiem istabas temperatūrā, šīs gaismas diodes kādu dienu var nodrošināt lētākus televizorus un plaša patēriņa elektroniku, kā arī labākas gamma staru attēlveidošanas iekārtas pat medicīnai, drošības skenēšanai un zinātnei. Izpētīts pašgājējs rentgena detektors.
"Mēs atrisinājām stabilitātes problēmu, iekapsulējot perovskites materiālu FM struktūrā," sacīja ASV Enerģētikas departamenta Zinātnisko lietotāju iekārtu biroja Argonnas Nanomateriālu centra (CNM) zinātnieks. "Mūsu pētījumi liecina, ka šī metode var ievērojami uzlabot luminiscējošu nanocrystal spilgtumu un stabilitāti."
"Perovskites nanokristalu apvienošanas darbības koncepcija FM ir pierādīta pulvera veidā, bet šī ir pirmā reize, kad mēs to veiksmīgi integrējam LED emisijas slānī."
Iepriekšējos nanokristālu gaismas diodes ražošanas mēģinājumus kavēja nanokristālu degradācija atpakaļ nevēlamā tilpuma fāzē, zaudējot nanokristālu priekšrocības un vājinot to potenciālu kā praktiskas gaismas diodes.
Beztaras vielas parasti sastāv no miljardiem atomu. Materiāli, piemēram, perovskiti, sastāv no dažiem līdz dažiem tūkstošiem atomu nanometru stadijā, tāpēc viņi uzvedas atšķirīgi.
Savā jaunajā metodē pētnieku grupa stabilizēja nanocrystals, izveidojot nanocrystals MOF matricā, ko viņi raksturoja kā "kā tenisa bumbiņu, ko noķēra dzeloņstieple". Viņi izmantoja svina mezglus kā metāla prekursorus un halogenīdu sāļus kā organiskos materiālus.
Halogenīdu sāls šķīdums satur metilamonija bromīdu, kas reaģē ar svinu ietvaros, lai saliktu nanokristaļus ap svina serdi matricā.
Matrica saglabā nanocrystals atdalījies, tāpēc tie nesadarbojas un nesadalās. Šī metode ir balstīta uz šķīduma pārklājuma metodi, kas ir daudz lētāka nekā plaši izmantotais vakuuma process neorganisko LED ražošanai.
MOF stabilas gaismas diodes var radīt spilgti sarkanu, zilu un zaļu gaismu, kā arī dažādus katras gaismas toņus.
Los Alamos Nacionālās laboratorijas Integrēto nanotehnoloģiju centra zinātnieks Wani Nie sacīja: "Šajā darbā mēs pirmo reizi esam pierādījuši, ka perovskites nanocrystals, kas ir stabils VM, radīs spilgtas un stabilas dažādu krāsu krāsas. LED." "Mēs varam radīt dažādas krāsas, uzlabot krāsu tīrību un palielināt fotoluminiscences kvantu ražu. Tas ir materiālu gaismas spējas mērs."
Pētnieku grupa izmantoja progresīvu fotonu avotu (APS) laika ziņā atrisinātai rentgena absorbcijas spektroskopijai , metodei, kas ļāva viņiem laika gaitā atklāt perovskites materiālu izmaiņas. Pētnieki var izsekot elektrisko lādiņu kustībai caur materiālu un saprast svarīgu informāciju, kas rodas, kad tiek izstarota gaisma.
