Po navedbah tujih medijev so svetlobne diode (LED) neosnovani junaki svetlobne industrije. Učinkovito tečejo, oddajajo manj toplote in trajajo dolgo časa. Znanstveniki preučujejo nov material, da bi led aplikacije v potrošniški elektroniki, medicini in varnosti bolj učinkovite in daljše življenje.
Raziskovalci nacionalnega laboratorija Argonne, Nacionalnega laboratorija Brookhaven, Nacionalnega laboratorija Los Alamos in Nacionalnega laboratorija za pospeševanje SLAC poročajo, da so pripravili stabilen kalcij za to vrsto nanokrystalov LED titanove ore. K tej raziskavi so prispevali tudi raziskovalni inštituti iz Tajvana, Kitajske.
Perovskite je vrsta materiala s posebno kristalno strukturo, ki ima značilnosti absorpcije svetlobe in luminescence, in je zelo uporaben v seriji energijsko varčujejo aplikacije, vključno s sončnimi celicami in različnimi detektorji.
Čeprav so perovskite nanocistali glavni kandidat za novo vrsto LED materiala, so se izkazali za nesprejemljive pri testih. Raziskovalna ekipa je stabilizirala nanoklistale v porozni strukturi, imenovani kovinski organski okvir, ali MOF skratka. Na podlagi obilnega materiala na zemlji in izdelanih pri sobni temperaturi, lahko te LED nekega dne omogočijo tv-je z nižjimi stroški in potrošniško elektroniko, pa tudi boljšo opremo za slikanje gama-žarkov ter celo samoobrambo za medicinsko, varnostno skeniranje in znanstvene raziskave. Rentgenski detektor moči.
"Problem stabilnosti smo rešili tako, da smo perovskite material v strukturi MOF vsuli," je dejal Xuedan Ma, znanstvenik v Centru za nanomateriale (CNM) v Argonnu, Urad za uporabniške objekte DOE. "Naše raziskave kažejo, da ta metoda omogoča, da lahko močno izboljšamo svetlost in stabilnost luminescentnih nanoklistalov."
Hsinhan Tsai, nekdanji jr Oppenheimer postdoctoral fellow na Los Alamos University v Združenih državah Amerike, je dodal: "Zanimiv koncept združevanja perovskite nanocrystals v MOF je dokazano v obliki prahu, vendar je to prvič, da smo ga uspešno vključili v oddajno plast LED. ."
Prejšnji poskusi izdelave nanoklistalnih LED so bili ovirani zaradi razgradnje nanoklistalov nazaj v nezaželeno fazo volumna, zaradi česar so izgubili prednosti nanoklistalov in oslabili svoj potencial kot praktične LED. Razsuta snov je sestavljena iz milijard atomov. Materiali, kot so perovskite, so sestavljeni iz nekaj do nekaj tisoč atomov v fazi nanometra, zato se obnašajo drugače.
V svoji novi metodi je raziskovalna ekipa stabilizirala nanoklistale tako, da jih je izdelala v matrici MOF, tako kot teniško žogo priteguje bodeča žična ograja. V okviru so uporabljali svinčnice kot kovinske prednjake in halidne soli kot organske materiale. Solna raztopina halida vsebuje metil amonijev bromid, ki v okviru reagira s svinčnikom in v matriki sestavi nanoklistale okoli svinčega jedra. Ker matrika ohranja nanoklistale ločene, ne bodo medsebojno interakcije in degradacije. Ta metoda temelji na metodi premazovanja raztopine, ki je veliko cenejša od pogosto uporabljenega vakumnega postopka za proizvodnjo anorganskih LED.
MOF stabilizirane LED lahko proizvajajo svetlo rdečo, modro in zeleno svetlobo ter različne odtenke vsake svetlobe.
Wanyi Nie, znanstvenik v Centru za integrirano nanotehnologijo v Los Alamos National Laboratory, je dejal: "V tem delu smo prvič dokazali, da perovskite nanocrystals, ki so stabilne v MOF bo ustvaril svetlo in stabilno LED različnih barv. . Ustvarimo lahko različne barve, izboljšamo čistost barv in povečamo kvantni donos fotoluminescence, kar je merilo svetleče sposobnosti materialov.«
Raziskovalna skupina je uporabila Napredni foton source (APS)-DOE's Office of Scientific User Facilities v Argonne-za izvajanje časovno rešene rentgenske absorpcije spektroskopija, tehniko, ki jim je omogočila, da odkrivajo spremembe perovskite materialov skozi čas. Raziskovalci lahko v materialu izsledijo gibanje električnih nabojov in razumejo pomembne informacije, ki nastanejo ob oddajanju svetlobe.
"To lahko dosežemo le z močnim enotnim rentgenom in edinstveno časovno strukturo APS," je dejal Xiaoyi Zhang, vodja ekipe oddelka za rentgensko znanost Argonne. "Napolnjene delce lahko izsledimo v drobnih perovskitih kristalih. položaja."
Pri preskusu trajnosti se material dobro izvaja pod ultravijolično sevanjem, toploto in električnim poljem brez razgradnje in izgube zaznavanja svetlobe in svetlobne učinkovitosti, kar je ključni pogoj za praktične aplikacije, kot so televizorji in detektorji sevanja.
