Према извештајима страних медија,{0}}светлеће диоде (ЛЕД) су неопевани хероји индустрије осветљења. Они раде ефикасно, расипају мање топлоте и трају дуго. Сада научници раде на новом материјалу како би ЛЕД диоде биле ефикасније и дуже за примену у потрошачкој електроници, медицини и безбедности.
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.
Перовскити су класа материјала са посебним кристалним структурама које апсорбују и емитују светлост, што их чини корисним у низу енергетски{0}}ефикасних апликација, укључујући соларне ћелије и различите детекторе.
Док су нанокристали перовскита главни кандидати за нову врсту ЛЕД материјала, показали су се нестабилним у тестовима. Тим је стабилизовао нанокристале у порозним структурама познатим као метални органски оквири, или скраћено МОФ. Засноване на Земљи{0}}обилним материјалима и направљене на собној температури, ове ЛЕД диоде би једног дана могле да омогуће јефтиније телевизоре{1}}и потрошачку електронику, боље уређаје за снимање гама{2}}зрака, па чак и аутономне системе за медицина, безбедносно скенирање и научна истраживања. Напаја детектор Кс{3}}зрака.
"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. "
Претходни покушаји да се произведу нанокристалне ЛЕД диоде били су ометани разградњом нанокристала назад у нежељене масовне фазе, које одузимају предности нанокристала и умањују њихов потенцијал као практичних ЛЕД диода. Масивна материја се састоји од милијарди атома. Материјали попут перовскита се састоје од неколико до хиљада атома на наноскали и стога се понашају другачије.
У својој новој методи, тим је стабилизовао нанокристале тако што их је направио у матрици МОФ-а, попут тениске лоптице која је стегнута бодљикавом жицом. Користили су оловне чворове у оквиру као металне прекурсоре и халогенидне соли као органске материјале. Раствор соли халида садржи метиламонијум бромид, који реагује са оловом у оквиру и саставља нанокристале око оловних језгара у матрици. Пошто матрица држи нанокристале одвојеним, они не ступају у интеракцију и не деградирају. Метода је заснована на једном{0}}методу премаза са једним раствором који је много јефтинији од процеса вакуума који се данас широко користи за прављење неорганских ЛЕД диода.
МОФ{0}}стабилизоване ЛЕД диоде могу да производе јарко црвено, плаво и зелено светло и различите нијансе сваког светла.
"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."
У тестовима издржљивости, материјал се добро показао под УВ зрачењем, топлотним и електричним пољима без деградације и губитка детекције светлости и ефикасности луминисценције, што је кључни услов за практичне примене као што су телевизори и детектори зрачења.
