Baru-baru ini, Departemen Energi AS (DOE) di Argonne National Laboratory di Lemont, Illinois memimpin pengembangan material LED yang penting.
Para peneliti dari tim laboratorium reformasi mengatakan:"LED sangat efisien, memancarkan lebih sedikit panas, dan bertahan untuk waktu yang lama.&kutipan;"Para ilmuwan sedang mempelajari bahan-bahan baru untuk membuat LED lebih efisien dan hidup lebih lama, dan menerapkannya pada bidang elektronik konsumen, obat-obatan, dan Keamanan.&kutipan;
Para peneliti dan mitra dari Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory, dan SLAC National Accelerator Laboratory melaporkan bahwa mereka telah menyiapkan nanocrystals perovskit yang stabil untuk LED ini.
& quot;Nature Photonics" menerbitkan makalah yang menjelaskan hasil kerja kelompok."Penelitian kami menunjukkan bahwa metode ini memungkinkan kami untuk sangat meningkatkan kecerahan dan stabilitas nanocrystals luminescent," komentar Xuedan Ma, seorang ilmuwan di Argonne Nanomaterials Center.
Nanocrystals perovskite adalah kandidat utama untuk jenis material LED baru. Tapi untuk waktu yang lama, itu terbukti tidak stabil dalam pengujian.
Tim peneliti menstabilkan nanocrystals dalam struktur berpori yang disebut kerangka organik logam (MOF).
Berdasarkan bahan yang melimpah di bumi dan diproduksi pada suhu kamar, LED ini suatu hari nanti dapat memungkinkan TV dan elektronik konsumen yang lebih murah, serta peralatan pencitraan sinar gamma yang lebih baik, bahkan untuk obat-obatan, pemindaian keamanan, dan sains. Meneliti detektor sinar-X mandiri.
& quot;Kami memecahkan masalah stabilitas dengan mengenkapsulasi material perovskit dalam struktur MOF," kata seorang ilmuwan di Argonne Center for Nanomaterials (CNM), Kantor Departemen Energi AS's Kantor Fasilitas Pengguna Ilmiah."Penelitian kami menunjukkan bahwa metode ini dapat sangat membantu meningkatkan kecerahan dan stabilitas nanocrystals luminescent.&kutipan;
& quot;Konsep operasi menggabungkan nanocrystals perovskit di MOF telah terbukti dalam bentuk bubuk, tetapi ini adalah pertama kalinya kami berhasil mengintegrasikannya ke dalam lapisan emisi LED.&kutipan;
Upaya sebelumnya untuk memproduksi LED nanokristalin terhalang oleh degradasi nanokristal kembali ke fase volume yang tidak diinginkan, kehilangan keunggulan nanokristal dan melemahkan potensinya sebagai LED praktis.
Materi curah biasanya terdiri dari miliaran atom. Bahan seperti perovskit terdiri dari beberapa hingga beberapa ribu atom pada tahap nanometer, sehingga mereka berperilaku berbeda.
Dalam metode baru mereka, tim peneliti menstabilkan nanocrystals dengan membuat nanocrystals dalam matriks MOF, yang mereka gambarkan sebagai"seperti bola tenis yang ditangkap oleh kawat berduri.&kutipan; Mereka menggunakan simpul timbal dalam kerangka sebagai prekursor logam dan garam halida sebagai bahan organik.
Larutan garam halida mengandung metil amonium bromida, yang bereaksi dengan timbal dalam kerangka untuk merakit kristal nano di sekitar inti timbal dalam matriks.
Matriks membuat nanocrystals terpisah, sehingga mereka tidak berinteraksi dan terdegradasi. Metode ini didasarkan pada metode pelapisan larutan, yang jauh lebih murah daripada proses vakum yang banyak digunakan untuk pembuatan LED anorganik.
LED stabil MOF dapat menghasilkan cahaya merah, biru, dan hijau terang, serta nuansa yang berbeda dari setiap cahaya.
Wani Nie, seorang ilmuwan di Center for Integrated Nanotechnology di Los Alamos National Laboratory, mengatakan: “Dalam karya ini, kami telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa nanocrystals perovskit yang stabil di MOF akan menciptakan warna-warna cerah dan stabil dari berbagai warna. LED.&kutipan;"Kita dapat membuat warna yang berbeda, meningkatkan kemurnian warna, dan meningkatkan hasil kuantum fotoluminesensi. Ini adalah ukuran kemampuan bercahaya bahan.&kutipan;
Tim peneliti menggunakan sumber foton canggih (APS) untuk spektroskopi penyerapan sinar-X yang diselesaikan dengan waktu, teknik yang memungkinkan mereka menemukan perubahan bahan perovskit dari waktu ke waktu. Peneliti dapat melacak pergerakan muatan listrik melalui materi dan memahami informasi penting yang terjadi ketika cahaya dipancarkan.
