Nowa dioda LED z kontrolowaną warstwą atomową kropką kwantową przełamuje wąskie gardło technologii wyświetlania
Zespół badawczy Wang Liganga ze School of New Materials, Peking University Shenzhen Graduate School, we współpracy z międzynarodowymi instytucjami badawczymi, takimi jak Cavendish Laboratory of Cambridge University, dokonał przełomowego postępu w dziedzinie diod elektroluminescencyjnych z kropkami kwantowymi. Badania te w innowacyjny sposób zaproponowały rozwiązanie technologii diod elektroluminescencyjnych oparte na regulacji kropek kwantowych warstwy atomowej. Odpowiednie wyniki opublikowano w czasopiśmie Science Advances, zapewniając nowe rozwiązanie dla rozwoju technologii wyświetlania ultrawysokiej rozdzielczości.
Zespół badawczy opracował technologię syntezy szybkiego odparowania wspomaganego rozpuszczalnikiem " (FEPS)", aby skutecznie przygotować materiały kropek kwantowych o różnych długościach fali emisji, precyzyjnie kontrolując liczbę warstw atomowych perowskitowych kropek kwantowych. Dane eksperymentalne pokazują, że ta technologia może osiągnąć stale regulowany szczyt elektroluminescencji wynoszący 607–728 nm, z zewnętrzną wydajnością kwantową wynoszącą 26,8% i szerokością półszczytu czystości koloru wynoszącą zaledwie 29–43 nm, co jest znacznie lepsze niż 61 nm tradycyjnych masowych quasi-dwuwymiarowych materiałów perowskitowych. Co ważniejsze, technologia osiąga dokładność kontroli długości fali na poziomie warstwy atomowej, przy czym różnica długości fali między różnymi partiami urządzeń wynosi mniej niż 1 nm, co jest znacznie lepsze niż 40 nm wahań tradycyjnej technologii kontroli rozmiaru.
Diody LED z kropkami kwantowymi MAPbI3 perowskitowymi z różnymi warstwami atomowymi
Ten przełom technologiczny skutecznie rozwiązuje dwa główne problemy techniczne występujące w tradycyjnych wyświetlaczach kropek kwantowych: poprzez zastąpienie kontroli rozmiaru precyzyjną kontrolą liczby warstw atomowych, unika się wpływu czynników takich jak stosunek prekursorów i warunki reakcji na długość fali luminescencji; projekt układu bezhalogenkowego jest przyjęty w celu skutecznego stłumienia problemu segregacji składników mieszanych materiałów perowskitowych halogenkowych w urządzeniach optoelektronicznych. Badania dynamiki nośników wykazały, że mechanizm transferu ładunku odgrywa dominującą rolę w procesie elektroluminescencji. Odkrycie to dostarcza ważnej podstawy teoretycznej do badania mechanizmów transferu energii w układach wielopasmowych.
To rozwiązanie techniczne wykazało znaczące zalety w dziedzinie wyświetlaczy: przygotowane przez nie urządzenia LED z kropkami kwantowymi nie tylko mają doskonałą wydajność kolorów, ale także osiągają przełomy w stabilności pracy. Dane eksperymentalne pokazują, że w ciągłych warunkach pracy urządzenie może nadal utrzymywać stabilną wydajność luminescencji i wydajność kolorów, zapewniając niezawodny system materiałowy dla następnej generacji technologii wyświetlaczy o ultrawysokiej rozdzielczości.
Badania zostały wspólnie przeprowadzone przez chińsko-brytyjski zespół naukowo-badawczy i były wspólnie finansowane przez Newton International Scholarship of the Royal Society of the United Kingdom, National Natural Science Foundation of China i inne instytucje. Wyniki badań nie tylko zapewniają nową ścieżkę techniczną dla technologii wyświetlania kropek kwantowych, ale także rozszerzają nowe pomysły na zastosowanie materiałów perowskitowych w dziedzinie urządzeń optoelektronicznych.
Wydajność diod LED z kropkami kwantowymi o różnej liczbie warstw atomowych