En ny strategi til at skabe blåt lys fra et lovende materiale

Et forskningshold fra Florida State University har udviklet en ny måde at skabe blåt lys fra en klasse af materialer, der viser et enormt potentiale for optoelektroniske enheder, herunder solceller, lysdioder (LED'er) og lasere.

Ledet af FSU professor i kemi Biwu Ma, har holdet offentliggjort en ny undersøgelse i Advanced Energy Materials der udstikker en enkel og effektiv tilgang til at skabe et effektivt og stabilt blåt lys fra metalhalogenidperovskitter. Metalhalogenidperovskitter er en ny klasse af halvledermaterialer, der er karakteriseret ved en kubisk krystalstruktur, der har gode lysemitterende egenskaber, samtidig med at de er nemme og billige at fremstille.

Forskere, herunder Ma, har allerede skabt meget effektive og stabile perovskit-baserede lysdioder til grønt og rødt lys, men et effektivt og stabilt blåt lys har været svært at opnå. Blåt lys kræver meget strøm, og den blå farves renhed falder ofte over tid.

Uden et effektivt og stabilt blåt lys er det umuligt at skabe hvidt lys.

"Vi udviklede nye strategier for at opnå effektivt og stabilt blåt lys fra perovskites og fremstille LED'er med højere ydeevne," sagde Ma. "Hvis du vil have en fuldfarveskærm, har du brug for blå, grøn og rød. Grøn og rød har allerede en god ydeevne, men blå er sværere. Det er ikke let at lave en stabil blå, fordi den har højere energi."

Ma og hans team skabte blå-emitterende nanoplader ved hjælp af en metalhalogenidperovskit baseret på den kemiske forbindelse cæsiumblybromid eller CsPbBr₃ . Nanoblodplader er nanomaterialer med kun få enhedsceller i tykkelse og oplever som et resultat virkningerne af stærk dielektrisk og kvante indeslutning.

For at få disse særlige nanoblodplader til at udsende effektivt og stabilt blåt lys, coatede forskere dem med et multifunktionelt organisk sulfat, der muliggjorde det, der kaldes overfladepassivering, en yderst effektiv metode, der bruges til at forbedre luminescensegenskaber og stabilitet.

I dette projekt hjælper den simple organiske sulfatpassivering med at forhindre nanoblodpladerne i at nedbrydes, hvilket giver dem mulighed for at udsende et mere effektivt og stabilt blåt lys.

Med disse dukkede passiverede CsPbBr₃ nanoblodplader som emittere, proof-of-concept LED'er blev fremstillet til at udvise en ren blå lysemission, der toppede ved 462 nanometer. Luminansen på 691 candela pr. kvadratmeter (standardenheden, der specificerer en enheds lysstyrke) og halveringstiden på 20 minutter opnået i dette arbejde er blandt de bedste værdier for rene blå perovskit-LED'er baseret på nanoblodplader rapporteret til dato.

"Vores arbejde viser tydeligt potentialet ved at bruge korrekt overfladepassiverede perovskit-nanoplader som emittere for højeffektive og stabile LED'er," sagde Ma. + Udforsk yderligere

Blåt lys betyder store fremskridt for perovskite-baserede LED'er