Il nuovo LED a punti quantici controllato da uno strato atomico rompe il collo di bottiglia della tecnologia di visualizzazione
Il team di ricerca di Wang Ligang della School of New Materials, Peking University Shenzhen Graduate School, in collaborazione con istituti di ricerca internazionali come il Cavendish Laboratory della Cambridge University, ha compiuto progressi rivoluzionari nel campo dei diodi a emissione di luce a punti quantici. La ricerca ha proposto in modo innovativo una soluzione tecnologica a diodi a emissione di luce basata sulla regolazione dei punti quantici a strato atomico. I risultati rilevanti sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances, fornendo una nuova soluzione per lo sviluppo della tecnologia di visualizzazione ad altissima definizione.
Il team di ricerca ha sviluppato una tecnologia di sintesi a rapida evaporazione assistita da solvente polare (FEPS) per preparare con successo materiali a punti quantici con diverse lunghezze d'onda di emissione controllando con precisione il numero di strati atomici di punti quantici perovskiti. I dati sperimentali mostrano che questa tecnologia può raggiungere un picco di elettroluminescenza regolabile in modo continuo di 607-728 nm, con un'efficienza quantica esterna del 26,8% e una larghezza di mezzo picco di purezza del colore di soli 29-43 nm, che è significativamente migliore dei 61 nm dei tradizionali materiali perovskiti quasi bidimensionali in massa. Ancora più importante, la tecnologia raggiunge l'accuratezza del controllo della lunghezza d'onda a livello di strato atomico, con la differenza di lunghezza d'onda tra diversi lotti di dispositivi inferiore a 1 nm, che è molto meglio della fluttuazione di 40 nm della tradizionale tecnologia di controllo delle dimensioni.
LED a punti quantici perovskite MAPbI3 con diversi strati atomici
Questa svolta tecnologica risolve efficacemente i due principali problemi tecnici esistenti nei tradizionali display a punti quantici: sostituendo il controllo delle dimensioni con un controllo preciso del numero di strati atomici, si evita l'influenza di fattori quali il rapporto precursore e le condizioni di reazione sulla lunghezza d'onda della luminescenza; il design del sistema non alogenuro viene adottato per sopprimere con successo il problema di segregazione dei componenti dei materiali perovskiti ad alogenuro misto nei dispositivi optoelettronici. Gli studi sulla dinamica dei portatori hanno dimostrato che il meccanismo di trasferimento di carica svolge un ruolo dominante nel processo di elettroluminescenza. Questa scoperta fornisce un'importante base teorica per lo studio dei meccanismi di trasferimento di energia nei sistemi multi-bandgap.
Questa soluzione tecnica ha mostrato vantaggi significativi nel campo dei display: i dispositivi LED a punti quantici da essa preparati non solo hanno eccellenti prestazioni cromatiche, ma raggiungono anche risultati rivoluzionari nella stabilità di lavoro. I dati sperimentali mostrano che in condizioni di lavoro continuo, il dispositivo può comunque mantenere prestazioni di luminescenza e prestazioni cromatiche stabili, fornendo un sistema di materiali affidabile per la prossima generazione di tecnologia di visualizzazione ad altissima definizione.
La ricerca è stata completata congiuntamente da un team di ricerca scientifica sino-britannico ed è stata finanziata congiuntamente dalla Newton International Scholarship della Royal Society of the United Kingdom, dalla National Natural Science Foundation of China e da altre istituzioni. I risultati della ricerca non solo forniscono un nuovo percorso tecnico per la tecnologia di visualizzazione a punti quantici, ma ampliano anche nuove idee per l'applicazione dei materiali perovskiti nel campo dei dispositivi optoelettronici.
Prestazioni dei LED a punti quantici con diversi numeri di strati atomici