Химики разработали способ повысить эффективность светодиодов на основе перовскита почти до 40%. Результаты работы опубликованы в журнале Nature. Такие гибридные устройства могут использоваться в биомедицинских сенсорах, системах съёмки при слабом освещении и технологиях автоматического распознавания лиц.
● Кардиолог назвал перловку доступным продуктом для снижения холестерина и защиты сердца
В прежних исследованиях квантовая эффективность перовскитных светодиодов, то есть способность превращать электричество в свет, обычно составляла 20–30%. «Наше открытие позволяет приблизиться к эффективности в 40%. Это большой скачок», — сказал старший автор работы, профессор химии Университета Эмори Летиан Доу. После оптимизации процесса максимальный показатель устройства достиг 37%.
Ключ к улучшению характеристик исследователи нашли в химии раствора, из которого изготавливают светодиод. По словам первого автора статьи Сун-Ду Бэка, ранее оставались незамеченными процессы, происходящие на этой стадии. Учёные установили, что нагрев раствора в течение 20 минут способствует образованию линейного соединения, повышающего эффективность, и одновременно подавляет появление кольцевого соединения, которое ухудшает работу устройства.
Перовскитный светодиод получают из солей галогенидов металлов и добавок, растворённых в растворителе. Затем состав наносят сверхтонкими слоями на подложку методом центрифугирования внутри герметичного бокса с очищенным азотом, защищающего материал от кислорода и влаги. После нагревания растворитель испаряется, а химические компоненты формируют кристаллическую структуру перовскита.
● Учёные обнаружили у взрослых мышей механизм восстановления астроцитов после травм мозга
Необычно высокая эффективность одной из экспериментальных партий сначала заставила Бэка проверить герметичность азотного бокса: исследователь предположил, что на результат мог повлиять кислород. Однако эта версия не подтвердилась. Серия опытов с разной продолжительностью нагрева показала, что именно условия обработки раствора объясняют различия между базовым показателем 20–25%, результатом около 30% и последующим рекордом в 37%.
Перовскиты сочетают органические и неорганические компоненты, поэтому гибридные светодиоды могут быть лёгкими, гибкими, недорогими и пригодными для работы в ближнем инфракрасном диапазоне. Такой свет используется, в частности, в распознавании лиц и камерах ночного видения, а в биомедицине позволяет получать неинвазивные изображения тканей. Как сообщает Университет Эмори, дальнейшая работа группы направлена на увеличение эффективности и срока службы устройств, а также на проверку их применения в медицинских исследованиях.
Читайте также:
● Испанский египтолог заявил, что пирамиды Гизы построила суперцивилизация
● Ученые заявили о происхождении человека от древнего одноглазого циклопа