LED-luči so postale vseprisotna rešitev za razsvetljavo domov in podjetij, vendar so tradicionalne LED-luči dokumentirale svoje pomanjkljivosti, ko gre za velike zaslone z visoko ločljivostjo.LED zasloniuporabljajte visoke napetosti in faktor, imenovan učinkovitost notranje pretvorbe energije, je nizek, kar pomeni, da so stroški energije za delovanje zaslona visoki, življenjska doba zaslona ni dolga in se lahko pregreje.
V članku, objavljenem v Nano Research, raziskovalci opisujejo, kako bi lahko tehnološki napredek, imenovan kvantne pike, obravnaval nekatere od teh izzivov.Kvantne pike so majhni umetni kristali, ki delujejo kot polprevodniki.Zaradi svoje velikosti imajo edinstvene lastnosti, zaradi katerih so lahko uporabni v zaslonski tehnologiji.
Xing Lin, docent za informacijske znanosti in elektronski inženiring na univerzi Zhejiang, je dejal tradicionalnoLED zaslonbili uspešni na področjih, kot so zasloni, razsvetljava in optične komunikacije.Vendar pa so tehnike, ki se uporabljajo za pridobivanje visokokakovostnih polprevodniških materialov in naprav, zelo energetsko in stroškovno intenzivne.Koloidne kvantne pike ponujajo stroškovno učinkovit način za izdelavo visoko zmogljivih LED z uporabo poceni tehnik obdelave raztopin in materialov kemične kakovosti.Poleg tega kot anorganski materiali koloidne kvantne pike prekašajo emisijske organske polprevodnike v smislu dolgoročne stabilnosti delovanja.
Vsi LED zasloni so sestavljeni iz več plasti.Ena najpomembnejših plasti je emisijska plast, kjer se električna energija spremeni v barvito svetlobo.Raziskovalci so kot emisijsko plast uporabili eno samo plast kvantnih pik.Običajno je emisijska plast koloidnih kvantnih pik vir izgube napetosti zaradi slabe prevodnosti trdnih snovi koloidnih kvantnih pik.Raziskovalci domnevajo, da bi lahko z uporabo ene same plasti kvantnih pik kot emisijske plasti zmanjšali napetost do maksimuma za napajanje teh zaslonov.
Druga lastnost kvantnih pik, zaradi katere so idealne za LED, je, da jih je mogoče izdelati brez napak, ki bi vplivale na njihovo učinkovitost.Kvantne pike je mogoče oblikovati brez nečistoč in površinskih napak.Po Linovih besedah lahko LED s kvantnimi pikami (QLED) doseže skoraj enotno notranjo učinkovitost pretvorbe energije pri tokovnih gostotah, ki so primerne za zaslone in osvetlitev.Konvencionalne LED, ki temeljijo na epitaksialno gojenih polprevodnikih, kažejo močno zmanjšanje učinkovitosti v istem območju gostote toka.Dobro je zaIndustrija LED zaslonov.Ta razlika izhaja iz narave visokokakovostnih kvantnih pik brez napak.
Relativno nizki stroški izdelave emisijskih plasti s kvantnimi pikami in zmožnost uporabe tehnik optičnega inženiringa za izboljšanje učinkovitosti ekstrakcije svetlobe QLED, domnevajo raziskovalci, bi lahko učinkovito izboljšali tradicionalno LED, ki se uporablja v razsvetljavi, zaslonih in več.Vendar je treba opraviti še več raziskav in sedanji QLED ima nekaj pomanjkljivosti, ki jih je treba premagati, preden jih je mogoče široko sprejeti.
Po Linovih besedah je raziskava pokazala, da je mogoče pridobiti toplotno energijo za izboljšanje učinkovitosti elektro-optične pretvorbe energije.Vendar je zmogljivost naprave na tej stopnji daleč od idealne v smislu relativno visokih delovnih napetosti in nizke gostote toka.Te slabosti je mogoče premagati z iskanjem boljših materialov za prenos naboja in oblikovanjem vmesnika med transportom naboja in plastmi kvantnih pik.Končni cilj – ustvariti elektroluminiscenčne hladilne naprave – bi moral temeljiti na QLED.
Čas objave: 21. septembra 2022