Neseniai JAV energetikos departamentas (DOE) Argonne nacionalinėje laboratorijoje Lemonte, Ilinojaus valstijoje, vadovavo svarbios LED medžiagos kūrimui.
Reformų laboratorijos komandos tyrėjai sakė:&"; Šviesos diodai yra labai efektyvūs, išskiria mažiau šilumos ir tarnauja ilgai." Mokslininkai tiria naujas medžiagas, kad šviesos diodai taptų efektyvesni ir ilgiau tarnautų, ir taiko juos plataus vartojimo elektronikos, medicinos ir saugumo srityse."
Tyrėjai ir partneriai iš Brookhaveno nacionalinės laboratorijos, Los Alamos nacionalinės laboratorijos ir SLAC nacionalinės akceleratoriaus laboratorijos praneša, kad jie paruošė stabilius perovskito nanokristalus šiam šviesos diodui.
& "Gamtos fotonika &"; paskelbė straipsnį, kuriame aprašė grupės darbą.&"; Mūsų tyrimai rodo, kad šis metodas leidžia labai pagerinti liuminescencinių nanokristalų ryškumą ir stabilumą, &"; komentavo Argonne nanomedžiagų centro mokslininkas Xuedanas Ma.
Perovskito nanokristalai yra pagrindiniai naujo tipo LED medžiagos kandidatai. Tačiau ilgą laiką jis pasirodė nestabilus bandymuose.
Tyrimo grupė stabilizavo nanokristalus akytoje struktūroje, vadinamoje metaline organine sistema (MOF).
Remiantis gausia medžiaga žemėje ir pagaminta kambario temperatūroje, šie šviesos diodai vieną dieną gali įgalinti pigesnius televizorius ir buitinę elektroniką, taip pat geresnę gama spindulių vaizdavimo įrangą, net medicinai, saugumo nuskaitymui ir mokslui. Tyrė savarankiškai varomą rentgeno detektorių.
& "; Stabilumo problemą išsprendėme įterpdami perovskito medžiagą į MOF struktūrą, &"; sakė JAV energetikos departamento' Argonne nanomedžiagų centro (CNM) mokslininkas.&"Mūsų tyrimai rodo, kad šis metodas gali labai pagerinti liuminescencinių nanokristalų ryškumą ir stabilumą."
& "; Veikimo koncepcija, susijusi su perovskito nanokristalų sujungimu į MOF, buvo įrodyta miltelių pavidalu, tačiau tai yra pirmas kartas, kai sėkmingai integruojame jį į šviesos diodų spinduliuotės sluoksnį."
Ankstesniems bandymams gaminti nanokristalinius šviesos diodus trukdė nanokristalų skilimas atgal į nepageidaujamą tūrio fazę, prarandant nanokristalų pranašumus ir susilpninant jų, kaip praktiškų šviesos diodų, galimybes.
Didžiąją masę paprastai sudaro milijardai atomų. Tokios medžiagos kaip perovskitai yra sudarytos iš kelių iki kelių tūkstančių atomų nanometro stadijoje, todėl jos elgiasi skirtingai.
Nauju metodu tyrėjų grupė stabilizavo nanokristalus, sukurdama nanokristalus MOF matricoje, kurią jie apibūdino kaip &; kaip teniso kamuoliuką, pagautą spygliuotos vielos." Jie naudojo švino mazgus kaip metalo pirmtakus ir halogenidų druskas kaip organines medžiagas.
Halogenido druskos tirpale yra metilo amonio bromido, kuris reaguoja su švinu, kad surinktų nanokristalus aplink matricos švino šerdį.
Matrica palaiko nanokristalus atskirai, todėl jie nesąveikauja ir nesuyra. Šis metodas pagrįstas tirpalo dengimo metodu, kuris yra daug pigesnis nei plačiai naudojamas vakuuminis procesas neorganiniams šviesos diodams gaminti.
MOF stabilūs šviesos diodai gali skleisti ryškiai raudoną, mėlyną ir žalią šviesą, taip pat skirtingus kiekvienos šviesos atspalvius.
Wani Nie, Los Alamos nacionalinės laboratorijos Integruotos nanotechnologijos centro mokslininkė, sakė: „Šiame darbe mes pirmą kartą parodėme, kad perovskito nanokristaliai, kurie yra stabilūs MOF, sukurs ryškias ir stabilias įvairių spalvų spalvas. LED."&"Mes galime sukurti skirtingas spalvas, pagerinti spalvų grynumą ir padidinti fotoliuminescencijos kvantinį derlių. Tai yra medžiagų šviesos gebėjimo matas."
Tyrimo grupė panaudojo pažangų fotonų šaltinį (APS), skirtą laiko sprendimui rentgeno spindulių absorbcijos spektroskopijai-tai metodas, leidžiantis atrasti perovskito medžiagų pokyčius laikui bėgant. Mokslininkai gali sekti elektros krūvių judėjimą per medžiagą ir suprasti svarbią informaciją, kuri atsiranda skleidžiant šviesą.
