Nyligen ledde US Department of Energy (DOE) vid Argonne National Laboratory i Lemont, Illinois utvecklingen av ett viktigt LED -material.
Forskarna i reformlaboratoriet sade:" Lysdioder är mycket effektiva, avger mindre värme och håller länge."" Forskare studerar nytt material för att göra lysdioder mer effektiva och längre livslängd, och tillämpa dem på konsumentelektronik, medicin och säkerhetsfält."
Forskare och partners från Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory och SLAC National Accelerator Laboratory rapporterar att de har förberett stabila perovskite nanokristaller för denna LED.
& quot; Nature Photonics" publicerat ett papper som beskriver gruppens arbete." Vår forskning visar att denna metod tillåter oss att kraftigt förbättra ljusstyrkan och stabiliteten hos självlysande nanokristaller," kommenterade Xuedan Ma, en forskare vid Argonne Nanomaterials Center.
Perovskit -nanokristaller är huvudkandidaterna för en ny typ av LED -material. Men länge visade det sig vara instabilt vid testning.
Forskargruppen stabiliserade nanokristallerna i en porös struktur som kallas ett metallorganiskt ramverk (MOF).
Baserat på de rikliga materialen på jorden och tillverkade vid rumstemperatur kan dessa lysdioder en dag möjliggöra billigare TV-apparater och konsumentelektronik, samt bättre gammastrålningsutrustning, även för medicin, säkerhetsskanning och vetenskap. Undersökte självdriven röntgendetektor.
& quot; Vi löste stabilitetsproblemet genom att inkapsla perovskitmaterialet i MOF -strukturen," sa en forskare vid Argonne Center for Nanomaterials (CNM), Office of the US Department of Energy' s Office of Scientific User Facilities." Vår forskning visar att denna metod kan bidra till att förbättra ljusstyrkan och stabiliteten hos självlysande nanokristaller."
& quot; Operationskonceptet med att kombinera perovskit -nanokristaller i MOF har bevisats i pulverform, men det är första gången vi har lyckats integrera det i emissionskiktet på en LED."
Tidigare försök att tillverka nanokristallina lysdioder hindrades av nedbrytning av nanokristaller tillbaka till en oönskad volymfas, förlorade fördelarna med nanokristaller och försvagade deras potential som praktiska lysdioder.
Massmaterial består vanligtvis av miljarder atomer. Material som perovskiter består av några till några tusen atomer i nanometerstadiet, så de beter sig annorlunda.
I sin nya metod stabiliserade forskargruppen nanokristaller genom att skapa nanokristaller i en matris av MOF, som de beskrev som" som en tennisboll fångad av en taggtråd." De använde blynoder i ramen som metallprekursorer och halidsalt som organiska material.
Halidsaltlösningen innehåller metylammoniumbromid, som reagerar med ledningen i ramen för att montera nanokristaller runt blykärnan i matrisen.
Matrisen håller nanokristallerna åtskilda, så att de inte interagerar och försämras. Denna metod är baserad på en lösningsbeläggningsmetod, som är mycket billigare än den mycket använda vakuumprocessen för tillverkning av oorganiska lysdioder.
MOF -stabila lysdioder kan ge starkt rött, blått och grönt ljus samt olika nyanser av varje ljus.
Wani Nie, forskare vid Center for Integrated Nanotechnology vid Los Alamos National Laboratory, sa: ”I detta arbete har vi för första gången visat att perovskitnanokristaller som är stabila i MOF kommer att skapa ljusa och stabila färger i olika färger. LED."" Vi kan skapa olika färger, förbättra färgrenheten och öka fotoluminescenskvantutbytet. Detta är ett mått på materialets ljusförmåga."
Forskargruppen använde en avancerad fotonkälla (APS) för tidsupplöst röntgenabsorptionsspektroskopi, en teknik som gjorde det möjligt för dem att upptäcka förändringar i perovskitmaterial över tiden. Forskare kan spåra elektriska laddningar genom materialet och förstå viktig information som uppstår när ljus släpps ut.
