Recentemente, o Departamento de Energia dos EUA (DOE) no Argonne National Laboratory em Lemont, Illinois, liderou o desenvolvimento de um importante material de LED.
Os pesquisadores da equipe do laboratório de reforma disseram:" Os LEDs são altamente eficientes, emitem menos calor e duram muito tempo."" Os cientistas estão estudando novos materiais para tornar os LEDs mais eficientes e com vida útil mais longa e aplicá-los no campo de produtos eletrônicos de consumo, medicina e segurança."
Pesquisadores e parceiros do Laboratório Nacional de Brookhaven, do Laboratório Nacional de Los Alamos e do Laboratório de aceleração nacional SLAC relatam que prepararam nanocristais de perovskita estáveis para este LED.
& quot; Nature Photonics" publicou um artigo descrevendo o trabalho do grupo." Nossa pesquisa mostra que este método nos permite melhorar muito o brilho e a estabilidade de nanocristais luminescentes," comentou Xuedan Ma, um cientista do Centro de Nanomateriais de Argonne.
Os nanocristais de perovskita são os principais candidatos para um novo tipo de material de LED. Mas por um longo tempo, provou ser instável nos testes.
A equipe de pesquisa estabilizou os nanocristais em uma estrutura porosa chamada estrutura orgânica de metal (MOF).
Com base nos materiais abundantes da terra e fabricados em temperatura ambiente, esses LEDs podem um dia permitir TVs e eletrônicos de consumo de baixo custo, bem como melhores equipamentos de imagem de raios gama, até mesmo para medicina, digitalização de segurança e ciência. Detector de raios-X autoalimentado pesquisado.
& Resolvemos o problema de estabilidade encapsulando o material perovskite na estrutura MOF," disse um cientista do Centro de Nanomateriais de Argonne (CNM), Escritório do Departamento de Energia dos EUA&nº 39; Instalações do Usuário Científico." Nossa pesquisa mostra que este método pode ajudar a melhorar muito o brilho e a estabilidade de nanocristais luminescentes."
& quot; O conceito operacional de combinação de nanocristais de perovskita em MOF foi comprovado na forma de pó, mas esta é a primeira vez que o integramos com sucesso na camada de emissão de um LED."
Tentativas anteriores de fabricar LEDs nanocristalinos foram prejudicadas pela degradação dos nanocristais de volta a uma fase de volume indesejada, perdendo as vantagens dos nanocristais e enfraquecendo seu potencial como LEDs práticos.
A matéria a granel geralmente consiste em bilhões de átomos. Materiais como perovskitas são compostos de alguns a alguns milhares de átomos no estágio nanométrico, então eles se comportam de maneira diferente.
Em seu novo método, a equipe de pesquisa estabilizou os nanocristais criando nanocristais em uma matriz de MOF, que eles descreveram como" ;, como uma bola de tênis presa por um arame farpado." Eles usaram nós de chumbo na estrutura como precursores de metal e sais de haleto como materiais orgânicos.
A solução de sal de haleto contém brometo de metilamônio, que reage com o chumbo na estrutura para montar nanocristais em torno do núcleo de chumbo na matriz.
A matriz mantém os nanocristais separados, para que eles não interajam e se degradem. Este método é baseado em um método de revestimento de solução, que é muito mais barato do que o processo de vácuo amplamente usado para a fabricação de LEDs inorgânicos.
LEDs estáveis de MOF podem produzir luz vermelha, azul e verde brilhante, bem como diferentes tons de cada luz.
Wani Nie, cientista do Centro de Nanotecnologia Integrada do Laboratório Nacional de Los Alamos, disse: “Neste trabalho, demonstramos pela primeira vez que os nanocristais de perovskita que são estáveis em MOF criarão cores brilhantes e estáveis de várias cores. CONDUZIU."" Podemos criar cores diferentes, melhorar a pureza da cor e aumentar o rendimento quântico da fotoluminescência. Esta é uma medida da capacidade luminosa dos materiais."
A equipe de pesquisa usou uma fonte avançada de fótons (APS) para espectroscopia de absorção de raios-X resolvida no tempo, uma técnica que lhes permitiu descobrir mudanças nos materiais de perovskita ao longo do tempo. Os pesquisadores podem rastrear o movimento de cargas elétricas através do material e entender informações importantes que ocorrem quando a luz é emitida.
