Äskettäin Yhdysvaltain energiaministeriö (DOE) Argonne National Laboratoryssa Lemontissa, Illinoisissa johti tärkeän LED-materiaalin kehittämistä.
Uudistuslaboratorioryhmän tutkijat sanoivat: "LED-näytteet ovat erittäin tehokkaita, lähettävät vähemmän lämpöä ja kestävät pitkään." "Tutkijat tutkivat uusia materiaaleja tehdäkseen LED-autoista tehokkaampia ja pidempiä käyttöikää ja soveltaakseen niitä kulutuselektroniikan, lääketieteen ja turvallisuuden alaan."
Brookhavenin kansallisen laboratorion, Los Alamosin kansallisen laboratorion ja SLAC National Accelerator Laboratoryn tutkijat ja kumppanit kertovat valmistaneensa stabiilit perovskiittinanokiteet tätä LED-valoa varten.
"Nature Photonics" julkaisi ryhmän työtä kuvaavan paperin. "Tutkimuksemme osoittaa, että tämän menetelmän avulla voimme parantaa huomattavasti luminesenssien nanokiteiden kirkkautta ja vakautta", argonne nanomateriaalikeskuksen tutkija Xuedan Ma kommentoi.
Perovskiittinanokiteet ovat uudentyyppisen LED-materiaalin pääehdokkaita. Mutta pitkään se osoittautui epävakaaksi testauksessa.
Tutkimusryhmä vakautti nanokiteet huokoiseen rakenteeseen, jota kutsutaan metallisen orgaaniseksi kehykseksi (MOF).
Maapallon runsaiden materiaalien perusteella ja huoneenlämmössä valmistetut LED-valot voivat jonain päivänä mahdollistaa edullisempia televisioita ja kulutuselektroniikkaa sekä parempia gammasäteilykuvauslaitteita jopa lääketieteeseen, turvaskannaukseen ja tieteeseen. Tutkittu omavoimainen röntgentunnin.
"Ratkaisimme vakausongelman kapseroimalla perovskiittimateriaalin MOF-rakenteeseen", sanoi tutkija Argonne Center for Nanomaterials (CNM) -keskuksessa, Joka on Yhdysvaltain energiaministeriön tieteellisten käyttäjälaitosten toimiston toimisto. "Tutkimuksemme osoittaa, että tämä menetelmä voi auttaa parantamaan huomattavasti hohtavia nanokiteetin kirkkautta ja vakautta."
"Toimintakonsepti perovskiittinanokiteiden yhdistämisestä MOF:hen on todistettu jauhemaiseksi, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun integroimme sen onnistuneesti LED-valojen päästökerrokseen."
Nanokiteisiä LED-jätkiä edellisten tuotantoyritysten esteenä oli nanokineiden hajoaminen takaisin ei-toivottuun tilavuusvaiheeseen, nanokiteen etujen menettäminen ja niiden potentiaalin heikentäminen käytännöllisinä LED-tuntoina.
Bulkki aine koostuu yleensä miljardeja atomeja. Perovskiittien kaltaiset materiaalit koostuvat nanometrivaiheessa muutamasta muutamaan tuhanteen atomiin, joten ne käyttäytyvät eri tavalla.
Uudessa menetelmässä tutkimusryhmä vakautti nanokiteet luomalla nanokiteet MOF-matriisiin, jota he kuvailivat "kuin piikkilangan tarttuma tennispallo". He käyttivät lyijys solmuja kehyksessä metallin esiasteina ja halidisuoloja orgaanisina materiaaleina.
Halidisuolaliuos sisältää metyyliammoniumbromidia, joka reagoi lyijyn kanssa kehyksessä nanokiteiden kokoamiseksi matriisin lyijyytimen ympärille.
Matriisi pitää nanokiteet erillään, joten ne eivät ole vuorovaikutuksessa ja hajoavat. Tämä menetelmä perustuu liuospinnoitusmenetelmään, joka on paljon halvempi kuin laajalti käytetty tyhjiöprosessi epäorgaanisten LED-liuosten valmistukseen.
MOF vakaat LED-valot voivat tuottaa kirkkaanpunaista, sinistä ja vihreää valoa sekä eri sävyjä jokaisesta valosta.
Los Alamosin kansallisen laboratorion integroidun nanoteknologian keskuksen tutkija Wani Nie sanoi: "Tässä työssä olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että MOF: ssa vakaat perovskiittinanokiteet luovat kirkkaita ja vakaita värejä eri väreistä. LED-valo." "Voimme luoda erilaisia värejä, parantaa värien puhtautta ja lisätä fotoluminesenssin kvanttituottoa. Tämä mittaa materiaalien valokykyä."
Tutkimusryhmä käytti kehittynyttä fotonilähdettä (APS) ajan kanssa ratkaistuun röntgenin absorptiospektroskopiaan, jonka avulla he voivat ajan mittaan löytää muutoksia perovskiittimateriaaleissa. Tutkijat voivat seurata sähkölataamisen liikkumista materiaalin läpi ja ymmärtää tärkeää tietoa, joka syntyy valon säteillessä.
