Badania prowadzone w Instytucie Nauki i Technologii na Okinawie (OIST) oraz Uniwersytecie Kyushu w Fukuoka zaowocowały w ostatnim czasie odkryciem nowych możliwości zastosowania perowskitu – minerału odkrytego już w pierwszej połowie XIX, zbudowanego z tytanianu (IV) wapnia i spotykanego w złożach chromitu i tytanomagnetytu.

Wyniki badań opublikowane w „The Journal of Physical Chemistry Letters” mówią między innymi o nowych zastosowaniach tego minerału przy produkcji diod elektroluminescencyjnych (LED).

Elektroniczne dwubiegunowe właściwości strukturalne perowskitu umożliwiają między innymi przemianę energii elektrycznej w barwne światło.

Wykorzystywana obecnie na szeroką skalę przy produkcji ekranów smartfonów czy telewizorów technologia LED jest zależna od półprzewodników, których produkcja jest stosunkowo drogim i skomplikowanym procesem.

LED’y zbudowane na bazie perowskitu wydają się być przyszłością dla tej branży z uwagi na wysoką wydajność procesu zamiany energii elektrycznej w światło oraz niższego kosztu ich wytworzenia.

Dodatkowym atutem perowskitowych diod jest możliwość łatwego przystosowania ich do emisji światła o konkretnych barwach – poprzez zmianę atomowej kompozycji struktury minerału.

Japońscy naukowcy odkryli nową metodę produkcji LED’ów na bazie perowskitu. Do tej pory proces ten polegał na zanurzaniu lub powlekaniu docelowego podłoża w płynnych chemikaliach. Było to nie tylko trudne do przeprowadzenia ale również poważnie ograniczało wielkość powlekanej powierzchni.

Nowa metoda produkcji opiera się na procesie chemicznego osadzania oparów (CVD), w trakcie którego diody perowskitowe powstają w obłoku gazowym.

Działanie LED’ów perowskitowych jest w dużej mierze podobne do działania ogniw słonecznych i polega na wykorzystaniu efektu współdziałania wielu warstw.

Prodkucja diody perowskitowej przebiega w kilku etapach. Najpierw podstawę – warstwę szkła powleczonego tlenkiem indu, zestawia się z warstwą polimerów – co umożliwia przepływ elektronów do diody.

Następnie powleka się ją warstwą bromku ołowiu oraz bromku metyloamoniowego z wykorzystaniem procesu CVD co pozwala na zamianę jej w warstwę perowskitu przy użyciu gazów. Warstwa ta składa się z małych ziaren o nanometrowej wielkości, która ma duże znaczenie dla wydajności działania diody.

Ostatnim etapem produkcji jest dodanie dwóch warstw wierzchnich oraz montaż złotej elektrody.

W trakcie procesu diodzie można nadawać konkretne kształty przy wykorzystaniu technik litograficznych.

Obecnie zespół naukowców planuje skupić się na co najmniej tysiąckrotnym zwiększeniu jasności emitowanego przez diody światła – wytworzone do tej pory LED’y emitują światło o jasności 560 kandeli na metr kwadratowy. Dla porównania – zwykłe ekrany komputerowe emitują światło o jasności od 100 do 1000 kandeli na metr kwadratowy.

Źródła: oist.jp, pubs.acs.org, wikipedia.org; źródła grafiki: commons.wikimedia.org – autor: Rob Lavinsky



Tagi: diody, Instytut Nauki i Technologii na Okinawie, LED, Perowskit, Uniwersytet Kyushu w Fukuoka,

Dodaj komentarz

Bądź pierwszy!

Powiadom o
avatar
wpDiscuz