Novo ponto quântico LED controlado por camada atômica rompe o gargalo da tecnologia de exibição
A equipe de pesquisa de Wang Ligang da Escola de Novos Materiais, Escola de Pós-Graduação de Shenzhen da Universidade de Pequim, em colaboração com instituições de pesquisa internacionais, como o Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge, fez um progresso revolucionário no campo de diodos emissores de luz de ponto quântico. A pesquisa propôs de forma inovadora uma solução de tecnologia de diodo emissor de luz com base na regulação de pontos quânticos de camada atômica. Os resultados relevantes foram publicados no periódico Science Advances, fornecendo uma nova solução para o desenvolvimento de tecnologia de exibição de ultra-alta definição.
A equipe de pesquisa desenvolveu uma tecnologia de síntese de evaporação rápida assistida por solvente polar " (FEPS)" para preparar com sucesso materiais de ponto quântico com diferentes comprimentos de onda de emissão, controlando precisamente o número de camadas atômicas de pontos quânticos de perovskita. Dados experimentais mostram que essa tecnologia pode atingir um pico de eletroluminescência continuamente ajustável de 607-728 nm, com uma eficiência quântica externa de 26,8% e uma largura de meio pico de pureza de cor de apenas 29-43 nm, o que é significativamente melhor do que os 61 nm dos materiais tradicionais de perovskita quase bidimensionais em massa. Mais importante, a tecnologia atinge a precisão do controle de comprimento de onda no nível da camada atômica, com a diferença de comprimento de onda entre diferentes lotes de dispositivos menor que 1 nm, o que é muito melhor do que a flutuação de 40 nm da tecnologia tradicional de controle de tamanho.
LEDs de ponto quântico de perovskita MAPbI3 com diferentes camadas atômicas
Este avanço tecnológico resolve efetivamente os dois principais problemas técnicos existentes em displays de pontos quânticos tradicionais: ao substituir o controle de tamanho pelo controle preciso do número de camadas atômicas, a influência de fatores como razão precursora e condições de reação no comprimento de onda de luminescência é evitada; o design do sistema não haleto é adotado para suprimir com sucesso o problema de segregação de componentes de materiais de perovskita de haleto misto em dispositivos optoeletrônicos. Estudos de dinâmica de portadora mostraram que o mecanismo de transferência de carga desempenha um papel dominante no processo de eletroluminescência. Esta descoberta fornece uma base teórica importante para o estudo de mecanismos de transferência de energia em sistemas multibanda proibida.
Esta solução técnica mostrou vantagens significativas no campo de exibição: os dispositivos LED de ponto quântico preparados por ela não só têm excelente desempenho de cor, mas também alcançam avanços na estabilidade de trabalho. Dados experimentais mostram que, sob condições de trabalho contínuas, o dispositivo ainda pode manter desempenho de luminescência e desempenho de cor estáveis, fornecendo um sistema de material confiável para a próxima geração de tecnologia de exibição de ultra-alta definição.
A pesquisa foi concluída em conjunto por uma equipe de pesquisa científica sino-britânica e foi financiada em conjunto pela Newton International Scholarship da Royal Society do Reino Unido, a National Natural Science Foundation da China e outras instituições. Os resultados da pesquisa não apenas fornecem um novo caminho técnico para a tecnologia de exibição de ponto quântico, mas também expandem novas ideias para a aplicação de materiais de perovskita no campo de dispositivos optoeletrônicos.
Desempenho de LEDs de pontos quânticos com diferentes números de camadas atômicas