Yeni atomik katman kontrollü kuantum nokta LED, ekran teknolojisindeki darboğazı aşıyor
Pekin Üniversitesi Shenzhen Lisansüstü Okulu, Yeni Malzemeler Okulu'ndan Wang Ligang'ın araştırma ekibi, Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı gibi uluslararası araştırma kurumlarıyla iş birliği yaparak kuantum nokta ışık yayan diyotlar alanında çığır açan bir ilerleme kaydetti. Araştırma, atomik katman kuantum noktalarının düzenlenmesine dayalı bir ışık yayan diyot teknolojisi çözümünü yenilikçi bir şekilde önerdi. İlgili sonuçlar, ultra yüksek çözünürlüklü ekran teknolojisinin geliştirilmesi için yeni bir çözüm sağlayan Science Advances dergisinde yayınlandı.
Araştırma ekibi, perovskit kuantum noktalarının atomik katmanlarının sayısını hassas bir şekilde kontrol ederek farklı emisyon dalga boylarına sahip kuantum nokta malzemelerini başarıyla hazırlamak için "polar çözücü destekli hızlı buharlaştırma sentez teknolojisi (FEPS)" geliştirdi. Deneysel veriler, bu teknolojinin %26,8'lik bir harici kuantum verimliliği ve yalnızca 29-43 nm'lik bir renk saflığı yarı tepe genişliği ile 607-728 nm'lik sürekli ayarlanabilir bir elektrolüminesans tepe noktasına ulaşabileceğini göstermektedir; bu, geleneksel toplu yarı-iki boyutlu perovskit malzemelerin 61 nm'sinden önemli ölçüde daha iyidir. Daha da önemlisi, teknoloji, farklı cihaz grupları arasındaki dalga boyu farkının 1 nm'den az olmasıyla atomik katman düzeyinde dalga boyu kontrol doğruluğu elde eder; bu, geleneksel boyut kontrol teknolojisinin 40 nm'lik dalgalanmasından çok daha iyidir.
Farklı atom katmanlarına sahip MAPbI3 perovskit kuantum nokta LED'leri
Bu teknolojik atılım, geleneksel kuantum nokta ekranlarında var olan iki büyük teknik sorunu etkili bir şekilde çözer: boyut kontrolünün atom katmanlarının sayısının hassas kontrolüyle değiştirilmesiyle, öncül oranı ve reaksiyon koşulları gibi faktörlerin lüminesans dalga boyu üzerindeki etkisi önlenir; optoelektronik cihazlarda karışık halojenür perovskit malzemelerin bileşen ayrışma sorununu başarılı bir şekilde bastırmak için halojenürsüz sistem tasarımı benimsenir. Taşıyıcı dinamikleri çalışmaları, yük transfer mekanizmasının elektrolüminesans sürecinde baskın bir rol oynadığını göstermiştir. Bu keşif, çok bant aralıklı sistemlerde enerji transfer mekanizmalarının incelenmesi için önemli bir teorik temel sağlar.
Bu teknik çözüm, görüntüleme alanında önemli avantajlar göstermiştir: onun tarafından hazırlanan kuantum nokta LED cihazları yalnızca mükemmel renk performansına sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda çalışma kararlılığında da çığır açmaktadır. Deneysel veriler, cihazın sürekli çalışma koşulları altında bile kararlı lüminesans performansını ve renk performansını koruyabildiğini ve gelecek nesil ultra yüksek çözünürlüklü görüntüleme teknolojisi için güvenilir bir malzeme sistemi sağladığını göstermektedir.
Araştırma, ortak bir Çin-İngiliz bilimsel araştırma ekibi tarafından ortaklaşa tamamlandı ve Birleşik Krallık Kraliyet Cemiyeti'nin Newton Uluslararası Bursu, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve diğer kurumlar tarafından ortaklaşa finanse edildi. Araştırma sonuçları yalnızca kuantum nokta görüntüleme teknolojisi için yeni bir teknik yol sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda optoelektronik cihazlar alanında perovskit malzemelerin uygulanması için yeni fikirleri de genişletiyor.
Farklı atom katman numaralarına sahip kuantum nokta LED'lerinin performansı