Yn ddiweddar, arweiniodd Adran Ynni'r UD (DOE) yn Labordy Cenedlaethol Argonne yn Lemont, Illinois ddatblygiad deunydd LED pwysig.
Dywedodd ymchwilwyr y tîm labordy diwygio:" Mae LEDs yn effeithlon iawn, yn allyrru llai o wres, ac yn para am amser hir."" Mae gwyddonwyr yn astudio deunyddiau newydd i wneud LEDs yn fwy effeithlon a bywyd hirach, a'u cymhwyso i electroneg defnyddwyr, meddygaeth a maes Diogelwch."
Mae ymchwilwyr a phartneriaid o Labordy Cenedlaethol Brookhaven, Labordy Cenedlaethol Los Alamos, a Labordy Cyflymydd Cenedlaethol SLAC yn nodi eu bod wedi paratoi nanocrystalau perovskite sefydlog ar gyfer y LED hwn.
& quot; Nature Photonics" cyhoeddi papur yn disgrifio gwaith y grŵp." Mae ein hymchwil yn dangos bod y dull hwn yn caniatáu inni wella disgleirdeb a sefydlogrwydd nanocrystalau luminescent yn fawr," meddai Xuedan Ma, gwyddonydd yng Nghanolfan Nanomaterials Argonne.
Nanocrystalau perovskite yw'r prif ymgeiswyr ar gyfer math newydd o ddeunydd LED. Ond am amser hir, profodd i fod yn ansefydlog wrth brofi.
Sefydlodd y tîm ymchwil y nanocrystalau mewn strwythur hydraidd o'r enw fframwaith organig metel (MOF).
Yn seiliedig ar y deunyddiau toreithiog ar y ddaear ac a weithgynhyrchir ar dymheredd yr ystafell, gall y LEDau hyn ryw ddydd alluogi setiau teledu cost is ac electroneg defnyddwyr, yn ogystal â gwell offer delweddu pelydr gama, hyd yn oed ar gyfer meddygaeth, sganio diogelwch, a gwyddoniaeth. Synhwyrydd pelydr-X hunan-bwer wedi'i ymchwilio.
& quot; Fe wnaethom ddatrys y broblem sefydlogrwydd trwy grynhoi'r deunydd perovskite yn strwythur MOF," meddai gwyddonydd yng Nghanolfan Nanonneaterials Argonne (CNM), Swyddfa Adran Ynni'r UD' s Swyddfa Cyfleusterau Defnyddwyr Gwyddonol." Mae ein hymchwil yn dangos y gall y dull hwn helpu i wella disgleirdeb a sefydlogrwydd nanocrystalau luminescent yn fawr."
& quot; Profwyd y cysyniad gweithredu o gyfuno nanocrystalau perovskite mewn MOF ar ffurf powdr, ond dyma'r tro cyntaf i ni ei integreiddio'n llwyddiannus i haen allyrru LED."
Cafodd ymdrechion blaenorol i gynhyrchu LEDau nanocrystalline eu rhwystro gan ddiraddiad nanocrystalau yn ôl i gyfnod cyfaint diangen, gan golli manteision nanogrystalau a gwanhau eu potensial fel LEDau ymarferol.
Mae swmp fater fel arfer yn cynnwys biliynau o atomau. Mae deunyddiau fel perovskites yn cynnwys ychydig i ychydig filoedd o atomau yn y cam nanomedr, felly maen nhw'n ymddwyn yn wahanol.
Yn eu dull newydd, sefydlodd y tîm ymchwil y nanocrystalau trwy greu nanogrystalau mewn matrics o MOF, a ddisgrifiwyd ganddynt fel dyfynbris &; fel pêl denis wedi'i dal gan wifren bigog." Fe wnaethant ddefnyddio nodau plwm yn y fframwaith fel rhagflaenwyr metel a halwynau halid fel deunyddiau organig.
Mae'r toddiant halen halid yn cynnwys bromid methyl amoniwm, sy'n adweithio gyda'r plwm yn y fframwaith i gydosod nanogrystalau o amgylch y craidd plwm yn y matrics.
Mae'r matrics yn cadw'r nanocrystalau ar wahân, felly nid ydynt yn rhyngweithio ac yn diraddio. Mae'r dull hwn yn seiliedig ar ddull cotio datrysiad, sy'n rhatach o lawer na'r broses gwactod a ddefnyddir yn helaeth ar gyfer cynhyrchu LEDau anorganig.
Gall LEDau sefydlog MOF gynhyrchu golau coch, glas a gwyrdd llachar, yn ogystal â gwahanol arlliwiau o bob golau.
Dywedodd Wani Nie, gwyddonydd yn y Ganolfan Nanotechnoleg Integredig yn Labordy Cenedlaethol Los Alamos: “Yn y gwaith hwn, rydym wedi dangos am y tro cyntaf y bydd nanocrystalau perovskite sy'n sefydlog yn MOF yn creu lliwiau llachar a sefydlog o liwiau amrywiol. LED."" Gallwn greu gwahanol liwiau, gwella purdeb lliw, a chynyddu cynnyrch cwantwm ffotoluminescence. Mae hwn yn fesur o allu goleuol deunyddiau."
Defnyddiodd y tîm ymchwil ffynhonnell ffoton ddatblygedig (APS) ar gyfer sbectrosgopeg amsugno pelydr-X wedi'i ddatrys amser, techneg a oedd yn caniatáu iddynt ddarganfod newidiadau mewn deunyddiau perovskite dros amser. Gall ymchwilwyr olrhain symudiad gwefrau trydan trwy'r deunydd a deall gwybodaeth bwysig sy'n digwydd pan fydd golau yn cael ei ollwng.
