El nuevo LED de puntos cuánticos controlado por capa atómica rompe el cuello de botella de la tecnología de visualización
El equipo de investigación de Wang Ligang de la Escuela de Nuevos Materiales de la Escuela de Posgrado de Shenzhen de la Universidad de Pekín, en colaboración con instituciones de investigación internacionales como el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, ha logrado avances revolucionarios en el campo de los diodos emisores de luz de puntos cuánticos. La investigación propuso de manera innovadora una solución de tecnología de diodos emisores de luz basada en la regulación de puntos cuánticos de capas atómicas. Los resultados relevantes se publicaron en la revista Science Advances, proporcionando una nueva solución para el desarrollo de la tecnología de pantallas de ultraalta definición.
El equipo de investigación desarrolló una tecnología de síntesis por evaporación rápida asistida por disolventes polares (FEPS) para preparar con éxito materiales de puntos cuánticos con diferentes longitudes de onda de emisión mediante el control preciso del número de capas atómicas de puntos cuánticos de perovskita. Los datos experimentales muestran que esta tecnología puede lograr un pico de electroluminiscencia continuamente ajustable de 607-728 nm, con una eficiencia cuántica externa del 26,8 % y un ancho de medio pico de pureza de color de solo 29-43 nm, que es significativamente mejor que los 61 nm de los materiales de perovskita cuasi-bidimensionales a granel tradicionales. Más importante aún, la tecnología logra una precisión de control de longitud de onda a nivel de capa atómica, con una diferencia de longitud de onda entre diferentes lotes de dispositivos de menos de 1 nm, lo que es mucho mejor que la fluctuación de 40 nm de la tecnología de control de tamaño tradicional.
LED de puntos cuánticos de perovskita MAPbI3 con diferentes capas atómicas
Este avance tecnológico resuelve eficazmente los dos principales problemas técnicos existentes en las pantallas de puntos cuánticos tradicionales: al reemplazar el control de tamaño por un control preciso del número de capas atómicas, se evita la influencia de factores como la proporción de precursores y las condiciones de reacción en la longitud de onda de la luminiscencia; se adopta el diseño del sistema sin haluro para suprimir con éxito el problema de segregación de componentes de los materiales de perovskita de haluro mixto en dispositivos optoelectrónicos. Los estudios de dinámica de portadores han demostrado que el mecanismo de transferencia de carga desempeña un papel dominante en el proceso de electroluminiscencia. Este descubrimiento proporciona una base teórica importante para el estudio de los mecanismos de transferencia de energía en sistemas de múltiples bandas prohibidas.
Esta solución técnica ha demostrado ventajas significativas en el campo de las pantallas: los dispositivos LED de puntos cuánticos preparados por ella no solo tienen un rendimiento de color excelente, sino que también logran avances en la estabilidad de funcionamiento. Los datos experimentales muestran que en condiciones de funcionamiento continuo, el dispositivo aún puede mantener un rendimiento de luminiscencia y rendimiento de color estables, lo que proporciona un sistema de material confiable para la próxima generación de tecnología de pantallas de ultra alta definición.
La investigación fue realizada conjuntamente por un equipo de investigación científica chino-británico y fue financiada conjuntamente por la Beca Internacional Newton de la Royal Society del Reino Unido, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y otras instituciones. Los resultados de la investigación no solo brindan un nuevo camino técnico para la tecnología de visualización de puntos cuánticos, sino que también amplían nuevas ideas para la aplicación de materiales de perovskita en el campo de los dispositivos optoelectrónicos.
Rendimiento de los LED de puntos cuánticos con diferentes números de capas atómicas