Baru-baru ini, Jabatan Tenaga Amerika Syarikat (DOE) di Argonne National Laboratory di Lemont, Illinois mengetuai pembangunan bahan LED penting.
Para penyelidik pasukan makmal reformasi berkata: "LED sangat cekap, mengeluarkan kurang haba, dan bertahan untuk masa yang lama." "Para saintis sedang mengkaji bahan-bahan baru untuk menjadikan LED lebih cekap dan lebih panjang, dan menggunakannya kepada bidang elektronik, perubatan, dan keselamatan pengguna."
Penyelidik dan rakan kongsi dari Makmal Kebangsaan Brookhaven, Makmal Kebangsaan Los Alamos, dan Laporan Makmal Pemecut Kebangsaan SLAC bahawa mereka telah menyediakan nanocrystal perovskite stabil untuk LED ini.
"Nature Photonics" menerbitkan kertas kerja yang menerangkan kerja kumpulan. "Penyelidikan kami menunjukkan bahawa kaedah ini membolehkan kami meningkatkan kecerahan dan kestabilan nanocrystalscent," komen Xuedan Ma, seorang saintis di Pusat Argonne Nanomaterials.
Perovskite nanocrystals adalah calon utama untuk jenis baru bahan LED. Tetapi untuk masa yang lama, ia terbukti tidak stabil dalam ujian.
Pasukan penyelidikan menstabilkan nanocrystals dalam struktur berliang yang dipanggil rangka kerja organik logam (MOF).
Berdasarkan bahan-bahan yang banyak di bumi dan dihasilkan pada suhu bilik, LED ini boleh satu hari membolehkan TV kos rendah dan elektronik pengguna, serta peralatan pengimejan gamma-ray yang lebih baik, walaupun untuk perubatan, pengimbasan keselamatan, dan sains. Diteliti pengesan X-ray berkuasa sendiri.
"Kami menyelesaikan masalah kestabilan dengan memasukkan bahan perovskite dalam struktur MOF," kata seorang saintis di Argonne Center for Nanomaterials (CNM), Pejabat Pejabat Tenaga Jabatan Tenaga As Kemudahan Pengguna Saintifik. "Penyelidikan kami menunjukkan bahawa kaedah ini dapat membantu meningkatkan kecerahan dan kestabilan nanocrystalstals luminescent."
"Konsep operasi menggabungkan nanocrystal perovskite dalam MOF telah terbukti dalam bentuk serbuk, tetapi ini adalah kali pertama kami berjaya mengintegrasikannya ke dalam lapisan pelepasan LED."
Percubaan sebelum ini untuk mengeluarkan LED nanocrystalline telah dihalang oleh kemerosotan nanocrystals kembali ke fasa kelantangan yang tidak diingini, kehilangan kelebihan nanocrystals dan melemahkan potensi mereka sebagai LED praktikal.
Perkara pukal biasanya terdiri daripada berbilion atom. Bahan-bahan seperti perovskites terdiri daripada beberapa hingga beberapa ribu atom di peringkat nanometer, jadi mereka berkelakuan berbeza.
Dalam kaedah baru mereka, pasukan penyelidikan menstabilkan nanocrystals dengan membuat nanocrystals dalam matriks MOF, yang mereka digambarkan sebagai "seperti bola tenis yang ditangkap oleh wayar berduri." Mereka menggunakan nod plumbum dalam rangka kerja sebagai prekursor logam dan garam halide sebagai bahan organik.
Penyelesaian garam halide mengandungi methyl ammonium bromide, yang bertindak balas dengan plumbum dalam rangka kerja untuk memasang nanocrystals di sekitar teras utama dalam matriks.
Matriks menyimpan nanocrystals dipisahkan, jadi mereka tidak berinteraksi dan merendahkan. Kaedah ini berdasarkan kaedah salutan penyelesaian, yang jauh lebih murah daripada proses vakum yang digunakan secara meluas untuk pembuatan LED inorganik.
LED stabil MOF boleh menghasilkan lampu merah, biru, dan hijau terang, serta warna yang berbeza bagi setiap cahaya.
Wani Nie, seorang saintis di Pusat Nanoteknologi Bersepadu di Makmal Kebangsaan Los Alamos, berkata: "Dalam kerja ini, kami telah menunjukkan buat kali pertama bahawa nanocrystals perovskite yang stabil dalam MOF akan mencipta warna terang dan stabil pelbagai warna. LED." "Kita boleh mencipta warna yang berbeza, meningkatkan kesucian warna, dan meningkatkan hasil kuantum fotoluminescence. Ini adalah ukuran keupayaan bahan yang luminous."
Pasukan penyelidikan menggunakan sumber foton canggih (APS) untuk spektroskopi penyerapan X-ray yang diselesaikan masa, satu teknik yang membolehkan mereka menemui perubahan dalam bahan perovskite dari masa ke masa. Penyelidik boleh mengesan pergerakan caj elektrik melalui bahan dan memahami maklumat penting yang berlaku apabila cahaya dikeluarkan.
