Исследователи Калифорнийского университета в Беркли разрабатывают синий светоизлучающий светодиод с перовскитом

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли (Калифорнийский университет в Беркли) создали синий светодиод из нового полупроводникового материала – галогенидного перовскита, преодолевая серьезный барьер на пути использования этих дешевых, простых в изготовлении материалов в электронных устройствах.

Опубликованное в журнале Science Advances 24 января, исследование демонстрирует технологический прорыв в применении нестабильного материала, поскольку галогенид перовскита изменяется с температурой, влажностью и химической средой, и их оптические и электронные свойства нарушаются.

Создание полупроводниковых диодов, излучающих синий свет, всегда было проблемой, отметил Пейдонг Янг, химик из Беркли из Калифорнии, который руководил исследованием. До сих пор были продемонстрированы красные и зеленые диоды из перовскитов, но не синие. Галогенидные перовскитовые синие диоды были нестабильны, то есть их цвет смещается в сторону более длинных, более красных длин волн с использованием.

(Изображение: Калифорнийский университет в Беркли)

Исследователи выяснили, что нестабильность материала обусловлена ​​уникальной природой кристаллической структуры перовскитов, состоящей из атомов металла и галогенидов. Когда эти элементы смешиваются в растворе, а затем высушиваются, атомы собираются в кристалл. Используя новую технику и ингредиенты цезий, свинец и бром, химики из Калифорнийского университета в Беркли и лаборатории Беркли создали кристаллы перовскита, излучающие синий свет.

Команда также обнаружила, что свет, излучаемый этими кристаллами, зависит от расположения и расстояний между атомами, цвет которых меняется с температурой. Кристалл перовскита, излучавший синий свет (длина волны 450 нм) при 300 Кельвин, неожиданно излучал сине-зеленый свет при 450 Кельвин.

По словам Янга, особенность изменения цвета перовскитов с синей эмиссией при температуре может привести к интересным применениям. Два года назад он продемонстрировал окно из галогенидного перовскита, которое становится темным на солнце и прозрачным, когда солнце садится, а также вырабатывает фотоэлектрическую энергию.

«Мы должны по-разному думать об использовании этого класса полупроводников», – сказал он. «Мы не должны помещать галогенидные перовскиты в ту же среду применения, что и традиционный ковалентный полупроводник, такой как кремний. Мы должны понимать, что этот класс материала обладает внутренними структурными свойствами, которые делают его готовым к реконфигурации. Мы должны использовать это».