Дослідники створили світлодіод завтовшки з лист паперу, який випромінює тепле сонячне світло. Технологію можна використати у наступному поколінні екранів смартфонів та моніторів.

Розробка демонструє потенціал надтонких світлодіодів на квантових точках великої площі, які випромінюють світло, подібне до сонячного. Люди потребують комфортного освітлення у приміщеннях, яке б створювало затишну атмосферу. Раніше для цього дослідники використовували гнучкі світлодіоди, що містили червоні та жовті фосфоресцентні барвники. 

Альтернативою фільтрам є квантові точки, які перетворюють електричну енергію на кольорове світло. Інші дослідницькі групи використали квантові точки для створення білих світлодіодів, однак не змогли відтворити увесь спектр білого сонячного світла.

Команда під керівництвом Лей Чена вирішила створити квантові точки, які імітуватимуть природне світіння внаслідок інтеграції білого світлодіода на квантових точках (QLED). Спільно з ними дослідницька група під керівництвом Сянхуа Вана запропонувала стратегію створення тонких провідних матеріалів, які працюють за відносно низької напруги. 

Спочатку дослідники синтезували червоні, жовто-зелені та сині квантові точки, розміщені в оболонках з сульфіду цинку. Вони знайшли співвідношення трьох кольорів, яке забезпечувало спектр випромінення, максимально близький до сонячного.

Далі вони сконструювали QLED на скляній підкладці з оксиду індію та олова нанесенням шарів електропровідних полімерів, суміші квантових точок, частинок оксиду метала та шару алюмінію і срібла загальною товщиною буквально кілька десятків нанометрів. За результатами попередніх випробувань тонкий QLED-дисплей продемонстрував найкращі результати за напруги 11,5 В.

Отримане світло мало більшу інтенсивність у червоному діапазоні та меншу у синьому. Кольори об’єктів, освітлених QLED-дисплеєм, були максимально наближені до природних —  індекс понад 92%. 

У подальших експериментах дослідники створили 26 білих QLED-пристроїв з тими самими квантовими точками, однак з іншими матеріалами для оптимізації робочої напруги. Цим джерелам світла потрібно всього 8 В для максимальної світловіддачі, і вони приблизно на 80% перевищували цільову яскравість комп’ютерних моніторів.

Результати дослідження опубліковані у журналі ACS Applied Materials & Interfaces

Джерело: TechXplore