Според съобщения в чуждестранни медии,-светодиодите (LED) са невъзпетите герои на осветителната индустрия. Те работят ефективно, разсейват по-малко топлина и издържат дълго време. Сега учените работят върху нов материал, за да направят светодиодите по-ефективни и да издържат по-дълго за приложения в потребителската електроника, медицината и сигурността.
Researchers from the U.S. Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory, and SLAC National Accelerator Laboratory report that they have prepared stable calcium for such LEDs Titanite nanocrystals. Research institutes from the Taiwan region of China also contributed to this research.
Перовскитите са клас материали със специални кристални структури, които абсорбират и излъчват светлина, което ги прави полезни в редица енергийно{0}}ефективни приложения, включително слънчеви клетки и различни детектори.
Докато перовскитните нанокристали са основни кандидати за нов тип LED материал, те се оказаха нестабилни при тестовете. Екипът стабилизира нанокристалите в порести структури, известни като метални органични рамки или накратко MOF. Въз основа на-изобилен материал на Земята и направени при стайна температура, тези светодиоди един ден могат да позволят по-евтини телевизори и потребителска електроника, по-добри устройства за изображения{2}}изображения на гама лъчи и дори автономни системи за медицина, сканиране на сигурността и научни изследвания. Захранване на X{3}}детектора на рентгенови лъчи.
"We solved the stability problem of perovskite materials by encapsulating them in MOF structures," said Xuedan Ma, a scientist at the Center for Nanoscale Materials (CNM) in Argonne, DOE's Office of User Facilities, "Our research shows that this approach enables We can dramatically improve the brightness and stability of the luminescent nanocrystals."
Hsinhan Tsai, former JR Oppenheimer postdoc at Los Alamos University, added: "The interesting concept of incorporating perovskite nanocrystals in MOFs has already been demonstrated in powder form, but this is the first time we have successfully integrated them into the emissive layer of an LED. "
Предишни опити за производство на нанокристални светодиоди бяха възпрепятствани от разграждането на нанокристалите обратно в нежелани фази в насипно състояние, което отнема предимствата на нанокристалите и намалява техния потенциал като практични светодиоди. Обемната материя се състои от милиарди атоми. Материали като перовскитите са съставени от няколко до хиляди атома в наномащаб и следователно се държат различно.
В новия си метод екипът стабилизира нанокристалите, като ги изработва в матрица на MOF, като тенис топка, захваната от бодлива тел. Те използваха оловни възли в рамката като метални прекурсори и халогенидни соли като органични материали. Разтворът на халогенидната сол съдържа метиламониев бромид, който реагира с оловото в рамката и сглобява нанокристали около оловните ядра в матрицата. Тъй като матрицата държи нанокристалите отделни, те не взаимодействат и не се разграждат. Методът се основава на един-метод за нанасяне на покритие, който е много по-евтин от вакуумния процес, който се използва широко днес за производство на неорганични светодиоди.
MOF{0}}стабилизираните светодиоди могат да произвеждат ярка червена, синя и зелена светлина и различни нюанси на всяка светлина.
"In this work, we demonstrate for the first time that perovskite nanocrystals stabilized in MOFs will create bright, stable LEDs in a variety of colors," said Wanyi Nie, a scientist at the Center for Integrated Nanotechnology at Los Alamos National Laboratory. "We can create different colors, improve color purity and increase photoluminescence quantum yield, a measure of a material's ability to emit light."
The research team used the Advanced Photon Source (APS) -- DOE's Office of Science User Facility in Argonne -- to perform time-resolved X-ray absorption spectroscopy, a technique that allowed them to discover changes in perovskite materials over time. Researchers can track the movement of charges through the material and learn important information about what happens when light is emitted.
"We can only do this with the powerful single X-ray pulse and unique temporal structure of APS," said group leader Xiaoyi Zhang in Argonne's X-ray Science Division, "We can track charged particles in tiny perovskite crystals. s position."
При тестовете за издръжливост материалът се представи добре под UV радиация, топлинни и електрически полета, без да влошава и губи своята ефективност на откриване на светлина и луминесценция, ключово условие за практически приложения като телевизори и радиационни детектори.
