Récemment, le département américain de l'Énergie (DOE) du Argonne National Laboratory à Lemont, Illinois a dirigé le développement d'un important matériau LED.
Les chercheurs de l'équipe du laboratoire de réforme ont déclaré :"Les LED sont très efficaces, émettent moins de chaleur et durent longtemps."&"Les scientifiques étudient de nouveaux matériaux pour rendre les LED plus efficaces et plus durables, et les appliquent à l'électronique grand public, à la médecine et au domaine de la sécurité."
Des chercheurs et partenaires du Brookhaven National Laboratory, du Los Alamos National Laboratory et du SLAC National Accelerator Laboratory signalent avoir préparé des nanocristaux de pérovskite stables pour cette LED.
& quot;Photonique de la nature" publié un article décrivant le travail du groupe."Nos recherches montrent que cette méthode nous permet d'améliorer considérablement la luminosité et la stabilité des nanocristaux luminescents," a commenté Xuedan Ma, scientifique au Centre des nanomatériaux d'Argonne.
Les nanocristaux de pérovskite sont les principaux candidats pour un nouveau type de matériau LED. Mais pendant longtemps, il s'est avéré instable lors des tests.
L'équipe de recherche a stabilisé les nanocristaux dans une structure poreuse appelée cadre organique métallique (MOF).
Basées sur les matériaux abondants sur terre et fabriquées à température ambiante, ces LED pourraient un jour permettre des téléviseurs et des appareils électroniques grand public à moindre coût, ainsi qu'un meilleur équipement d'imagerie à rayons gamma, même pour la médecine, l'analyse de sécurité et la science. Détecteur de rayons X auto-alimenté recherché.
& quot;Nous avons résolu le problème de stabilité en encapsulant le matériau pérovskite dans la structure MOF," a déclaré un scientifique du Centre Argonne pour les nanomatériaux (CNM), Office of the US Department of Energy's Office of Scientific User Facilities."Nos recherches montrent que cette méthode peut aider à améliorer considérablement la luminosité et la stabilité des nanocristaux luminescents."
& quot;Le concept de fonctionnement consistant à combiner des nanocristaux de pérovskite dans du MOF a fait ses preuves sous forme de poudre, mais c'est la première fois que nous l'intégrons avec succès dans la couche d'émission d'une LED."
Les tentatives précédentes de fabrication de LED nanocristallines ont été entravées par la dégradation des nanocristaux à une phase de volume indésirable, perdant les avantages des nanocristaux et affaiblissant leur potentiel en tant que LED pratiques.
La matière en vrac se compose généralement de milliards d'atomes. Les matériaux comme les pérovskites sont composés de quelques à quelques milliers d'atomes au stade nanométrique, ils se comportent donc différemment.
Dans leur nouvelle méthode, l'équipe de recherche a stabilisé les nanocristaux en créant des nanocristaux dans une matrice de MOF, qu'ils ont décrite comme&"comme une balle de tennis attrapée par un fil de fer barbelé." Ils ont utilisé des nœuds de plomb dans la charpente comme précurseurs métalliques et des sels d'halogénure comme matériaux organiques.
La solution de sel d'halogénure contient du bromure de méthylammonium, qui réagit avec le plomb dans la charpente pour assembler des nanocristaux autour du noyau de plomb dans la matrice.
La matrice maintient les nanocristaux séparés, afin qu'ils n'interagissent pas et ne se dégradent pas. Cette méthode est basée sur une méthode de revêtement en solution, qui est beaucoup moins chère que le procédé sous vide largement utilisé pour la fabrication de LED inorganiques.
Les LED stables MOF peuvent produire une lumière rouge, bleue et verte brillante, ainsi que différentes nuances de chaque lumière.
Wani Nie, scientifique au Center for Integrated Nanotechnology du Los Alamos National Laboratory, a déclaré : « Dans ce travail, nous avons démontré pour la première fois que les nanocristaux de pérovskite stables dans le MOF créeront des couleurs vives et stables de différentes couleurs. LED."&"Nous pouvons créer différentes couleurs, améliorer la pureté des couleurs et augmenter le rendement quantique de photoluminescence. C'est une mesure de la capacité lumineuse des matériaux."
L'équipe de recherche a utilisé une source de photons avancée (APS) pour la spectroscopie d'absorption des rayons X à résolution temporelle, une technique qui leur a permis de découvrir les changements dans les matériaux pérovskites au fil du temps. Les chercheurs peuvent suivre le mouvement des charges électriques à travers le matériau et comprendre les informations importantes qui se produisent lorsque la lumière est émise.
