Recientemente, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) en el Laboratorio Nacional Argonne en Lemont, Illinois, dirigió el desarrollo de un importante material LED.
Los investigadores del equipo del laboratorio de reforma dijeron:" Los LED son altamente eficientes, emiten menos calor y duran mucho tiempo."" Los científicos están estudiando nuevos materiales para hacer que los LED sean más eficientes y más duraderos, y aplicarlos en el campo de la electrónica de consumo, la medicina y la seguridad."
Investigadores y socios del Laboratorio Nacional Brookhaven, el Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Laboratorio Acelerador Nacional SLAC informan que han preparado nanocristales de perovskita estables para este LED.
& quot; Nature Photonics" publicó un artículo que describe el trabajo del grupo." Nuestra investigación muestra que este método nos permite mejorar en gran medida el brillo y la estabilidad de los nanocristales luminiscentes," comentó Xuedan Ma, científico del Centro de Nanomateriales Argonne.
Los nanocristales de perovskita son los principales candidatos para un nuevo tipo de material LED. Pero durante mucho tiempo, demostró ser inestable en las pruebas.
El equipo de investigación estabilizó los nanocristales en una estructura porosa llamada marco orgánico metálico (MOF).
Basados en los materiales abundantes en la tierra y fabricados a temperatura ambiente, estos LED pueden algún día habilitar televisores y productos electrónicos de consumo de menor costo, así como mejores equipos de imágenes de rayos gamma, incluso para medicina, escaneo de seguridad y ciencia. Detector de rayos X autoamplificado investigado.
& quot; Resolvimos el problema de estabilidad encapsulando el material de perovskita en la estructura MOF," dijo un científico del Centro Argonne de Nanomateriales (CNM), Oficina de Instalaciones para Usuarios Científicos del Departamento de Energía de Estados Unidos &." Nuestra investigación muestra que este método puede ayudar a mejorar en gran medida el brillo y la estabilidad de los nanocristales luminiscentes."
& quot; El concepto operativo de combinar nanocristales de perovskita en MOF ha sido probado en forma de polvo, pero esta es la primera vez que lo hemos integrado con éxito en la capa de emisión de un LED."
Los intentos anteriores de fabricar LED nanocristalinos se vieron obstaculizados por la degradación de los nanocristales a una fase de volumen no deseada, perdiendo las ventajas de los nanocristales y debilitando su potencial como LED prácticos.
La materia a granel generalmente consta de miles de millones de átomos. Los materiales como las perovskitas se componen de unos pocos miles de átomos en la etapa nanométrica, por lo que se comportan de manera diferente.
En su nuevo método, el equipo de investigación estabilizó los nanocristales creando nanocristales en una matriz de MOF, que describieron como&"como una pelota de tenis atrapada por un alambre de púas." Utilizaron nodos de plomo en el marco como precursores metálicos y sales de haluros como materiales orgánicos.
La solución de sal de haluro contiene bromuro de metil amonio, que reacciona con el plomo en la estructura para ensamblar nanocristales alrededor del núcleo de plomo en la matriz.
La matriz mantiene los nanocristales separados, por lo que no interactúan ni se degradan. Este método se basa en un método de recubrimiento en solución, que es mucho más económico que el proceso de vacío ampliamente utilizado para la fabricación de LED inorgánicos.
Los LED MOF estables pueden producir luz roja, azul y verde brillante, así como diferentes tonos de cada luz.
Wani Nie, científico del Centro de Nanotecnología Integrada del Laboratorio Nacional de Los Alamos, dijo: “En este trabajo, hemos demostrado por primera vez que los nanocristales de perovskita que son estables en MOF crearán colores brillantes y estables de varios colores. DIRIGIÓ."" Podemos crear diferentes colores, mejorar la pureza del color y aumentar el rendimiento cuántico de fotoluminiscencia. Ésta es una medida de la capacidad luminosa de los materiales."
El equipo de investigación utilizó una fuente de fotones avanzada (APS) para la espectroscopia de absorción de rayos X de resolución temporal, una técnica que les permitió descubrir cambios en los materiales de perovskita a lo largo del tiempo. Los investigadores pueden rastrear el movimiento de cargas eléctricas a través del material y comprender información importante que ocurre cuando se emite luz.
