Ny atomlagskontrolleret kvantepunkt-LED bryder igennem skærmteknologiens flaskehals
Forskerholdet af Wang Ligang fra School of New Materials, Peking University Shenzhen Graduate School, har i samarbejde med internationale forskningsinstitutioner såsom Cavendish Laboratory of Cambridge University gjort banebrydende fremskridt inden for kvantepunkt-lysemitterende dioder. Forskningen foreslog innovativt en lysemitterende diodeteknologiløsning baseret på regulering af atomlags kvanteprikker. De relevante resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances, der giver en ny løsning til udvikling af ultra-high-definition display-teknologi.
Forskerholdet udviklede en "polær opløsningsmiddel-assisteret hurtig fordampningssynteseteknologi (FEPS)" til succesfuldt at fremstille kvantepunktmaterialer med forskellige emissionsbølgelængder ved præcist at kontrollere antallet af atomlag af perovskitkvanteprikker. Eksperimentelle data viser, at denne teknologi kan opnå en kontinuerligt justerbar elektroluminescensspids på 607-728nm, med en ekstern kvanteeffektivitet på 26,8% og en farverenhed halvspidsbredde på kun 29-43nm, hvilket er væsentligt bedre end 61nm af traditionelle bulk kvasi-to-dimensionelle materialer. Endnu vigtigere er det, at teknologien opnår bølgelængdekontrolnøjagtighed på atomlagsniveau, med bølgelængdeforskellen mellem forskellige batches af enheder mindre end 1nm, hvilket er meget bedre end 40nm-udsvinget i traditionel størrelseskontrolteknologi.
MAPbI3 perovskite quantum dot LED'er med forskellige atomlag
Dette teknologiske gennembrud løser effektivt de to store tekniske problemer, der eksisterer i traditionelle kvanteprikker: ved at erstatte størrelseskontrol med præcis kontrol af antallet af atomlag, undgås indflydelsen af faktorer som forstadieforhold og reaktionsbetingelser på luminescensbølgelængden; ikke-halogenid-systemdesignet er vedtaget for med succes at undertrykke komponentadskillelsesproblemet for blandede halogenidperovskitmaterialer i optoelektroniske enheder. Undersøgelser af bæredynamik har vist, at ladningsoverførselsmekanismen spiller en dominerende rolle i elektroluminescensprocessen. Denne opdagelse giver et vigtigt teoretisk grundlag for studiet af energioverførselsmekanismer i multi-bandgap-systemer.
Denne tekniske løsning har vist betydelige fordele på displayområdet: Quantum dot LED-enhederne, der er fremstillet af den, har ikke kun fremragende farveydeevne, men opnår også gennembrud i arbejdsstabilitet. Eksperimentelle data viser, at enheden under kontinuerlige arbejdsforhold stadig kan opretholde stabil luminescensydelse og farveydeevne, hvilket giver et pålideligt materialesystem til den næste generation af ultra-high-definition skærmteknologi.
Forskningen blev gennemført i fællesskab af et fælles kinesisk-britisk videnskabeligt forskerhold og blev i fællesskab finansieret af Newton International Scholarship fra Royal Society of the United Kingdom, National Natural Science Foundation of China og andre institutioner. Forskningsresultaterne giver ikke kun en ny teknisk vej til kvantepunktdisplayteknologi, men udvider også nye ideer til anvendelse af perovskitmaterialer inden for optoelektroniske enheder.
Ydeevne af quantum dot LED'er med forskellige atomlagsnumre