LED светлините се превърнаха в повсеместно решение за осветление на домове и предприятия, но традиционните LED са документирали своите недостатъци, когато става въпрос за големи дисплеи с висока разделителна способност.LED дисплеиизползвайте високи напрежения и коефициентът, наречен вътрешна ефективност на преобразуване на енергия, е нисък, което означава, че разходите за енергия за работа на дисплея са високи, животът на дисплея не е дълъг и може да работи твърде горещо.
В статия, публикувана в Nano Research, изследователите очертават как технологичен напредък, наречен квантови точки, може да се справи с някои от тези предизвикателства.Квантовите точки са малки изкуствени кристали, които действат като полупроводници.Поради техния размер, те имат уникални свойства, които могат да ги направят полезни в дисплейната технология.
Xing Lin, асистент по информационни науки и електронно инженерство в университета Zhejiang, каза традиционноLED дисплейса успешни в области като дисплей, осветление и оптични комуникации.Въпреки това техниките, използвани за получаване на висококачествени полупроводникови материали и устройства, са много енергоемки и скъпоструващи.Колоидните квантови точки предлагат рентабилен начин за изграждане на високопроизводителни светодиоди с помощта на евтини техники за обработка на разтвори и материали с химически клас.Освен това, като неорганични материали, колоидните квантови точки превъзхождат емисионните органични полупроводници по отношение на дългосрочна оперативна стабилност.
Всички LED дисплеи са съставени от множество слоеве.Един от най-важните слоеве е емисионният слой, където електрическата енергия се превръща в цветна светлина.Изследователите са използвали един слой квантови точки като емисионен слой.Обикновено емисионният слой на колоидните квантови точки е източникът на загуба на напрежение поради лошата проводимост на колоидните твърди вещества с квантови точки.Използвайки един слой квантови точки като емисионен слой, изследователите спекулират, че биха могли да намалят напрежението до максимум, за да захранват тези дисплеи.
Друга характеристика на квантовите точки, която ги прави идеални за LED е, че те могат да бъдат произведени без никакви дефекти, които биха повлияли на тяхната ефективност.Квантовите точки могат да бъдат проектирани без примеси и повърхностни дефекти.Според Лин, светодиодите с квантови точки (QLED) могат да постигнат почти единична вътрешна ефективност на преобразуване на мощността при плътност на тока, подходяща за приложения за дисплеи и осветление.Конвенционалните светодиоди, базирани на епитаксиално отгледани полупроводници, показват сериозно намаляване на ефективността в рамките на същия диапазон на плътност на тока.Добър е заLED дисплей индустрия.Тази разлика произтича от бездефектната природа на висококачествените квантови точки.
Сравнително ниската цена за производство на емисионни слоеве с квантови точки и способността да се използват оптични инженерни техники за подобряване на ефективността на извличане на светлина на QLED, подозират изследователите, биха могли ефективно да подобрят традиционните LED, използвани в осветление, дисплеи и др.Но има още много изследвания, а настоящите QLED имат някои недостатъци, които трябва да бъдат преодолени, преди да могат да бъдат широко възприети.
Според Лин изследването показва, че топлинната енергия може да бъде извлечена, за да се подобри ефективността на електрооптичното преобразуване на мощността.Въпреки това, работата на устройството на този етап далеч не е идеална в смисъл на относително високи работни напрежения и ниска плътност на тока.Тези слабости могат да бъдат преодолени чрез търсене на по-добри материали за транспортиране на заряд и проектиране на интерфейса между транспортирането на заряда и слоевете на квантовите точки.Крайната цел - да се реализират електролуминесцентни охлаждащи устройства - трябва да бъде базирана на QLED.
Време на публикуване: 21 септември 2022 г