Samkvæmt erlendum fjölmiðlum eru ljósdíóður (LED) ósungar hetjur lýsingariðnaðarins. Þeir keyra á skilvirkan hátt, gefa frá sér minni hita og endast lengi. Nú eru vísindamenn að rannsaka nýtt efni til að gera LED forrit í neytandi rafeindatækni, lyfjum og öryggi skilvirkara og lengra líf.
Vísindamenn frá bandaríska orkumálaráðuneytinu (DOE) Argonne National Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory og SLAC National Accelerator Laboratory tilkynna að þeir hafi útbúið stöðugt kalsíum fyrir þessa tegund af LED títan málmgrýti nanokristöllum. Rannsóknastofnanir frá Taívan, Kína lögðu einnig sitt af mörkum við þessar rannsóknir.
Perovskite er tegund af efni með sérstaka kristalbyggingu, sem hefur einkenni ljóss frásogs og lýsingar, og er mjög gagnlegt í röð orkusparandi forrita, þar á meðal sólarsellur og ýmsar skynjarar.
Þrátt fyrir að perovskít nanókristallar séu stór frambjóðandi fyrir nýja tegund af LED efni, hafa þeir reynst óstöðugir í prófunum. Rannsóknarhópurinn kom á stöðugleika í nanókristöllunum í porous uppbyggingu sem kallast lífræn málmgrind, eða MOF í stuttu máli. Byggt á miklu efni á jörðinni og framleitt við stofuhita, geta þessar ljósdíóðir einhvern tímann gert ódýrari sjónvörp og neytandi rafeindatækni mögulegt, auk betri búnaðar fyrir myndgreiningu og jafnvel sjálfsvörn fyrir læknisskoðun, öryggisskönnun og vísindaleg rannsókn. Power röntgennemi.
& quot; Við leystum stöðugleika vandamálið með því að hylja perovskite efnið í MOF uppbyggingu," sagði Xuedan Ma, vísindamaður við Center for Nanomaterials (CNM) í Argonne, skrifstofu notendaaðstöðu DOE." Rannsóknir okkar sýna að þessi aðferð gerir okkur kleift að stórbæta birtu og stöðugleika lýsandi nanókristalla."
Hsinhan Tsai, fyrrum JR Oppenheimer postdoctor við Los Alamos háskólann í Bandaríkjunum, bætti við: „Hið áhugaverða hugtak um að sameina perovskít nanokristalla í MOF hefur verið sannað í duftformi, en þetta er í fyrsta skipti sem við höfum samþætt það með góðum árangri losandi lag af LED. ."
Fyrri tilraunir til að framleiða nanókristölluð LED hindruðust við niðurbrot nanókristalla aftur í óæskilegan rúmmálsfasa, sem varð til þess að þeir misstu kosti nanókristalla og veiktu möguleika þeirra sem hagnýt LED. Magnefni samanstendur af milljörðum atóma. Efni eins og perovskites eru samsett úr nokkrum til nokkrum þúsund atómum á nanómetra stigi, þannig að þeir hegða sér öðruvísi.
Í nýrri aðferð sinni stöðugði rannsóknarhópurinn nanókristalana með því að búa þá til í fylki af MOF, rétt eins og tennisbolti er festur með gaddavírsgirðingu. Þeir notuðu blýhnúta í rammanum sem málmforverar og halíðssölt sem lífræn efni. Halíðsaltlausnin inniheldur metýlammóníumbrómíð, sem hvarfast við blýið í rammanum og setur saman nanókristalla í kringum blýkjarna í fylkinu. Þar sem fylkið heldur nanókristöllunum aðskildum munu þeir ekki hafa samskipti og niðurbrot. Þessi aðferð er byggð á lausn húðunaraðferð, sem er miklu ódýrari en mikið notað tómarúmferli til að framleiða ólífræn LED.
MOF stöðug LED getur framleitt skærrautt, blátt og grænt ljós og mismunandi litbrigði hvers ljóss.
Wanyi Nie, vísindamaður við Center for Integrated Nanotechnology við Los Alamos National Laboratory, sagði:" Í þessari vinnu höfum við sýnt í fyrsta skipti að perovskít nanókristallar sem eru stöðugir í MOF munu búa til bjarta og stöðuga ljósdíóða af ýmsa liti. . Við getum búið til mismunandi liti, bætt hreinleika litar og aukið skammtaframleiðslu ljóssins, sem er mælikvarði á ljósgetu efna."
Rannsóknarteymið notaði Advanced Photon Source (APS) -DOE' skrifstofu vísindalegra notendamannvirkja í Argonne til að framkvæma tímalausa röntgenupptöku litrófsgreiningu, tækni sem gerði þeim kleift að uppgötva breytingar á perovskít efni með tímanum. Vísindamenn geta fylgst með hreyfingu rafhleðslna í efninu og skilið mikilvægar upplýsingar sem koma fram þegar ljós losnar.
& quot; Við getum aðeins náð þessu með öflugum einum röntgenpúlsi og einstökum tíma uppbyggingu APS," sagði Xiaoyi Zhang, liðsstjóri röntgenvísindadeildar Argonne." Við getum fylgst með hlaðnum agnum í örsmáu perovskítkristöllunum. s stöðu."
Í endingarprófinu skilar efnið sér vel undir útfjólublári geislun, hita og rafsviði án þess að ljóskynjun og ljósvirkni glatist og tapast, sem er lykilskilyrði fyrir hagnýt forrit eins og sjónvörp og geislaskynjara.
