科學家研發「原子交換」鈣鈦礦新技術!可用來製造下世代低成本、超亮 LED

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 28 日 17:49 | 分類 光電科技 , 奈米 , 材料 Telegram share ! follow us in feedly


由劍橋大學與慕尼黑工業大學組成的國際研究團隊,成功開發一種「原子交換」的新技術,將千分之一的鉛原子換成錳,能使鹵化物鈣鈦礦量子點的發光增加三倍,可用來製造更高效的低成本發光材料,打造下世代超亮的 LED 照明和顯示器。

研究團隊開發的「原子交換」新技術,摻雜會導致電荷載子卡在材料晶體結構的特定部分,進行重新組合發光,並將研究結果發表在《美國化學學會雜誌》,可用在低成本的柔性 LED 照明、智慧手機顯示器。

現在,許多日常應用都使用發光二極體(LED),例如家用和商業照明、電視螢幕、智慧手機和筆記型電腦,因 LED 的主要優點就是比舊技術消耗的能源少,而全球通訊網路也是透過光通訊推動,這些明亮光源在光纖內,以光速在全球範圍內傳輸訊息。

研究團隊開發出一種新的半導體,稱為奈米晶體形式的鹵化物鈣鈦礦,其厚度僅為人類頭髮的千分之一,這些「量子點」是高度發光的材料,推動全世界第一款採用量子點的高亮度 QLED 電視上市。

劍橋大學的研究人員與哈佛的 Daniel Congreve 小組合作,他們是製造量子點的專家,現在已經大大改善這些奈米晶體的發射光譜,並將千分之一的原子替換為另一個,也就是用錳離子交換鉛,結果發現量子點的發光增加兩倍。

劍橋卡文迪什實驗室的 Sascha Feldmann 表示,使用雷射光譜進行的詳細調查,揭示該研究結果的起源,因為發現電荷摻雜在晶體區域聚集在一起,代表這些高能電荷,可以彼此相遇,並重新組合,以非常有效的方式發光。

慕尼黑工業大學卡文迪什和沃爾特肖特基學院資深作者 Felix Deschler 表示,希望這個令人著迷的發現,即使化學成分進行最小的變化,也能極大地增強材料的性能,因為這將在不久的未來,為低成本和超亮的 LED 顯示器鋪平道路。

未來,研究人員希望能找到更有效的摻雜劑,有助於讓下世代先進的光技術普及到世界各地。

(首圖來源:劍橋大學

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