Tænder det op:En ny giftfri, billig, og stabilt blåt fotoluminescerende materiale

Forskere ved Tokyo Institute of Technology har designet et nyt fotoluminescerende materiale, der er billigt at fremstille, bruger ikke giftige udgangsmaterialer, og er meget stabil, øge forståelsen af ​​fotoluminescens kvantiske karakter.

At forstå og mestre lysgenerering kan give forskere mulighed for at bygge og forbedre alle former for optiske og elektroniske enheder. Quantum dots (QDs), specielt skræddersyede nanopartikler, der udsender lys ved bestemte frekvenser, når de er spændte, er et af nanoteknologiens centrale temaer. Imidlertid, deres applikationer er begrænsede - det er svært at fremstille QD tynde film, de bruger giftige udgangsmaterialer som cadmium og bly, og at syntetisere dem er dyrt. Nogle fotoluminescerende nul-dimensionelle (0D) materialer (dvs. materialer, hvor elektroner er begrænset til et par nanometer og kan være spændte på at producere lys) er blevet testet, men de stolede stadig stærkt på bly. Dermed, forskere ved Tokyo Institute of Technology, ledet af prof. Hideo Hosono, designet en blyfri, fotoluminescerende 0-D-materiale og analyseret det for at få indsigt i arten af ​​fotoluminescerende materialer.

Det fremstillede materiale, Cs ₃ Cu ₂ jeg ₅ , har en krystallinsk struktur, som vist i figur 1. Cæsiumatomerne begrænser [Cu ₂ jeg ₅ ] 3 enheder, som udsender blåt lys, når de ophidses ved bestemte frekvenser, der ligner QD'er. Forskerne var i stand til at fremstille en tynd film ved hjælp af dette materiale, som viste sig at være meget stabil og havde fremragende fotoluminescerende egenskaber. "Den tynde film udviste god stabilitet under omgivelsesbetingelser, det er, ingen mærkbar nedbrydning i fotoluminescerende kvanteudbytte (PLQY) over to måneder, "fastslår Hosono.

Teamet gik et skridt videre og demonstrerede to applikationer ved hjælp af dette materiale. Den første var en hvid selvlysende film, fremstillet ved at blande det blåemitterende materiale med en gul phosphor i et bestemt forhold for at producere hvidt lys. Som vist i figur 2, film, der udsender lys i forskellige farver, kunne fremstilles ved at variere forholdet mellem de anvendte ingredienser. Den anden applikation var en blå LED, som desværre udviste dårlig elektroluminescens (EL) ydeevne. Imidlertid, dette gav teamet mulighed for bedre at forstå de underliggende EL -mekanismer, hvilket vil være nyttigt i fremtidig forskning. "Undersøgelsen af ​​lavdimensionelle forbindelser baseret på et Cu (I) halogenid viste sig at være en ny metode til opnåelse af et Pb-frit høj-PLQY selvlysende materiale, "slutter Hosono. Sådanne materialer vil forhåbentlig se dagens lys i fremtidige optiske og nanoteknologiske anvendelser.