Los avances en materiales fosforescentes orgánicos están abriendo nuevas oportunidades para los diodos orgánicos emisores de luz para aplicaciones combinadas de electrónica y luz, incluyendo células solares, fotodiodos, fibras ópticas y láseres.
Si bien los materiales luminiscentes de baja dimensión, como la perovskita mineral de óxido de calcio titanio, tienen propiedades ópticas prometedoras, su rendimiento sigue siendo insuficiente en comparación con los LED orgánicos convencionales. Un estudio reciente, publicado en esta semana Revisiones de física aplicada , de AIP Publishing, explora un nuevo enfoque utilizando un efecto de confinamiento de excitón para optimizar los LED de perovskita altamente eficientes.
Para lograr un dispositivo electroluminiscente eficiente, debe tener una capa de emisión cuántica de fotoluminiscencia alta, capas eficientes de inyección y transporte de agujeros de electrones y alta eficiencia de acoplamiento de luz. Con cada nuevo avance en el material de la capa de emisión, se requieren nuevos materiales funcionalespara lograr un LED más eficiente. Para lograr este objetivo, los autores del estudio exploraron el rendimiento de un sistema amorfo de óxido de zinc-sílice en capas con cristales de perovskita para mejorar el rendimiento del diodo.
"Creemos que muchas personas [están] demasiado centradas en una capa de emisión", dijo Hideo Hosono, autor correspondiente del estudio. "Para un dispositivo, todas las capas son igualmente importantes ya que cada capa tiene un papel diferente [pero] crucial"
El óxido de silicio de zinc amorfo tiene una afinidad electrónica sintonizable poco profunda, capaz de confinar excitones, pero también una alta movilidad de electrones para transportar electrones. Al poner en capas el cristal de perovskita y el óxido de silicio de zinc amorfo, el equipo desarrolló una forma de confinar excitones e inyectarlos electrones en las capas de perovskita 3D de manera eficiente. La alineación del nivel de energía entre las capas demostró ser un material ideal para este propósito.
Para validar sus hallazgos, el equipo probó su creación mediante la producción de LED de perovskita azul, rojo y verde, llamados PeLED. El diodo verde funcionó al voltaje más bajo 2.9 voltios a 10,000 candelas por metro cuadrado y fue el más eficiente 33lúmenes / vatio y el más brillante 500,000 candelas por metro cuadrado. Mientras que el equipo produjo la máxima luminancia para los diodos rojos hasta la fecha, la iluminación permaneció demasiado tenue para un uso práctico.
Si bien estos resultados muestran la promesa de manipular el material de la capa de transporte de electrones, quedan desafíos, incluida la estabilidad de los materiales de perovskita y la toxicidad del plomo en la matriz de cristal mineral. A pesar de estas limitaciones, los resultados ofrecen nuevas oportunidades para aplicar este enfoque para realizarAplicaciones prácticas para LED de perovskita en dispositivos optoelectrónicos.
"Para los PeLED prácticos, los nuevos materiales emisores de haluro con elementos químicamente estables y libres de plomo son muy necesarios", dijo Junghwan Kim, autor correspondiente del estudio. "Si se resuelve este problema, los PeLED se comercializarán para la electrónica práctica enel futuro."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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