Grafen quantum dot LED'er

De første grafen kvanteprikker lysemitterende dioder (GQD-LED'er), fremstillet ved at bruge kvanteprikker med højt kvanteudbytte gennem grafitinterkalationsforbindelser, udviser en luminans på over 1, 000 cd/m ² .

Grafen er et 2D kulstof nanomateriale med mange fascinerende egenskaber, der kan gøre det muligt at skabe næste generations elektronik. Imidlertid, det er kendt, at grafen ikke er anvendelig til optiske enheder på grund af dets mangel på et elektronisk båndgab. På den anden side, grafen kvanteprikker (GQD'er), som kun er nogle få nanometer store i den laterale dimension, er vist at udsende lys ved excitation i det synlige spektralområde. GQD'erne har tiltrukket sig stor opmærksomhed som næste generations selvlysende materiale for deres enestående egenskaber:justerbar luminescens, overlegen fotostabilitet, lav toksicitet, og kemisk resistens.

For nylig, Prof. Seokwoo Jeon (materialevidenskab og teknik), Prof. Yong-Hoon Cho (fysik), og prof. Seunghyup Yoo (elektroteknik) er lykkedes med at udvikle LED'er baseret på grafen kvanteprikker. Meget rene GQD'er blev syntetiseret ved en miljøvenlig metode designet af Prof. Jeons gruppe, deres lysemitterende mekanismer blev omhyggeligt studeret af Prof. Chos gruppe med deres forbigående spektroskopiske teknik, og endelig bragte Prof. Yoos gruppe deres OLED-ekspertise til at skabe GQD-baserede LED'er.

GQD'erne med høj luminans afstembarhed og effektivitet blev syntetiseret ved en rute baseret på grafit intercalation compounds (GIC'er). Den foreslåede metode er omkostningseffektiv, miljøvenlig, og skalerbar, da det tillader direkte fremstilling af GQD'er ved hjælp af vand uden overfladeaktivt stof eller kemisk opløsningsmiddel.

GQD'er blev derefter brugt som emittere i organiske lysemitterende dioder (OLED'er) for at identificere GQD'ens vigtigste optiske egenskaber. Efter omhyggeligt design af lagkonfigurationen, så elektron- og hulinjektion kunne afbalanceres, de konstruerede GQD LED'er udviste en luminans på 1, 000 cd/m ² , hvilket er langt over de typiske lysstyrkeniveauer for de bærbare skærme, der bruges i smartphones. I betragtning af hvor tynde GQD'er er, en foldbar papirlignende skærm kan snart blive en realitet.

Det nuværende værk, for første gang, demonstreret, at GQD'er kan anvendes på optiske enheder ved at fremstille GQD-baserede LED'er med meningsfuld lysstyrke. Selvom, effektiviteten af ​​GQD-baserede lysdioder er i øjeblikket mindre end konventionelle lysdioder, de forventes at blive bedre i den nærmeste fremtid med en optimeret materialeproces og enhedsstruktur.

Denne undersøgelse blev publiceret som en forsideartikel i Avancerede optiske materialer (bind 2, 1016-1023 (2014)), et førende tidsskrift, der viser betydelige fremskridt inden for optiske materialer og enheder baseret på dem.