Недавно Министерство энергетики США в Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс, возглавило разработку важного светодиодного материала.
Исследователи из команды лаборатории реформ заявили:" Светодиоды очень эффективны, излучают меньше тепла и служат долго."": Ученые изучают новые материалы, чтобы сделать светодиоды более эффективными и долговечными, и применяют их в бытовой электронике, медицине и сфере безопасности."
Исследователи и партнеры из Брукхейвенской национальной лаборатории, Лос-Аламосской национальной лаборатории и Национальной ускорительной лаборатории SLAC сообщают, что они приготовили стабильные нанокристаллы перовскита для этого светодиода.
& quot; Nature Photonics" опубликовал статью с описанием работы группы." Наши исследования показывают, что этот метод позволяет нам значительно улучшить яркость и стабильность люминесцентных нанокристаллов," прокомментировал Сюэдань Ма, ученый из Центра наноматериалов Аргонны.
Нанокристаллы перовскита - главные кандидаты в новый тип светодиодного материала. Но долгое время при тестировании он оказался нестабильным.
Исследовательская группа стабилизировала нанокристаллы в пористой структуре, называемой металлоорганическим каркасом (MOF).
Эти светодиоды, основанные на материалах, имеющихся на Земле в изобилии и производимые при комнатной температуре, однажды могут стать основой для недорогих телевизоров и бытовой электроники, а также для лучшего оборудования для получения изображений гамма-излучения, даже для медицины, сканирования в целях безопасности и науки. Исследовал автономный детектор рентгеновского излучения.
& quot; Мы решили проблему стабильности, заключив перовскит в структуру MOF," сказал ученый из Аргоннского центра наноматериалов (CNM), Управления по научным объектам для пользователей Министерства энергетики США &.": Наши исследования показывают, что этот метод может помочь значительно улучшить яркость и стабильность люминесцентных нанокристаллов."
& quot: Принцип действия объединения нанокристаллов перовскита в MOF был доказан в виде порошка, но это первый раз, когда мы успешно интегрировали его в эмиссионный слой светодиода."
Предыдущие попытки изготовить нанокристаллические светодиоды были затруднены из-за деградации нанокристаллов обратно в нежелательную объемную фазу, что привело к потере преимуществ нанокристаллов и ослаблению их потенциала как практических светодиодов.
Объемное вещество обычно состоит из миллиардов атомов. Такие материалы, как перовскиты, состоят из нескольких или нескольких тысяч атомов на нанометровой стадии, поэтому они ведут себя по-разному.
В своем новом методе исследовательская группа стабилизировала нанокристаллы, создав нанокристаллы в матрице MOF, которую они описали как" как теннисный мяч, пойманный колючей проволокой." Они использовали свинцовые узлы в каркасе в качестве прекурсоров металлов и галогенидные соли в качестве органических материалов.
Раствор галогенидной соли содержит бромид метиламмония, который реагирует со свинцом в каркасе, собирая нанокристаллы вокруг свинцового ядра в матрице.
Матрица удерживает нанокристаллы разделенными, поэтому они не взаимодействуют и не разрушаются. Этот метод основан на методе нанесения покрытия из раствора, который намного дешевле, чем широко используемый вакуумный процесс для производства неорганических светодиодов.
Стабильные светодиоды MOF могут излучать яркий красный, синий и зеленый свет, а также разные оттенки каждого света.
Вани Ни, ученый из Центра интегрированных нанотехнологий в Лос-Аламосской национальной лаборатории, сказал: «В этой работе мы впервые продемонстрировали, что нанокристаллы перовскита, стабильные в MOF, создают яркие и стабильные цвета различных цветов. ВЕЛ."": Мы можем создавать разные цвета, улучшать чистоту цвета и увеличивать квантовый выход фотолюминесценции. Это мера световой способности материалов."
Исследовательская группа использовала усовершенствованный источник фотонов (APS) для рентгеновской абсорбционной спектроскопии с временным разрешением - метод, который позволил им обнаружить изменения в перовскитных материалах с течением времени. Исследователи могут отслеживать движение электрических зарядов в материале и понимать важную информацию, которая появляется при испускании света.
