聯系我們  |  網站地圖  |  English   |  移動版  |  中國科學院 |ARP
站內搜索:
首頁 簡介 管理部門 科研部門 支撐部門 研究隊伍 科研成果 成果轉化 研究生教育 黨建與創新文化 科普 信息公開 OA系統
科技信息
南大研究突破二維半導體單...
新品亮相,碳纖維複合材料...
北大Adv Mater:石墨烯导...
科學家發現無線信號範圍內...
瑞士科學家成功用兩種不同...
工程師首次制造出雙層硼酚
低溫絕緣,高溫導電,這一...
中科大俞書宏院士:高度可...
新方法制備航空航天專用陶...
具有高效冷卻功能的編織碳...
美國科學家通過3D打印優化...
日本團隊開發出5G微波無線...
科學家開發出只有一個原子...
我國科學家大幅提升利用太...
在地球實現行星深處的“魔...
現在位置:首頁>新聞動態>科技信息
科研人員制備穩定鈣钛礦納米晶體,可使LED燈成本更低/壽命更長
发布时间: 2021-09-14 15:38 | 【 【打印】【關閉】

   據外媒報道,發光二極管(LED)是照明行業的無名英雄。它們運行效率高,散發的熱量少,持續時間長。現在,科學家們正在研究一種新材料以使LED在消費電子、醫藥和安全領域的應用變得更有效且壽命更長。

  來自美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室、布魯克海文國家實驗室、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和SLAC國家加速器實驗室的研究人員報告稱,他們已經爲此類LED制備了穩定的鈣钛礦納米晶體。來自中國台灣地區的研究院也在這項研究中做出了貢獻。

  鈣钛礦是一類具有特殊晶體結構的材料,具有吸光和發光的特性,在一系列節能應用中非常有用,包括太陽能電池和各種探測器。

  雖然鈣钛礦納米晶體是一種新型LED材料的主要候選材料,但在測試中證明其不穩定。研究小組將納米晶體穩定在多孔結構中,這種多孔結構被稱爲金屬有機框架,簡稱MOF。基于地球上豐富的材料並在室溫下制造,這些LED有朝一日可能會使成本更低的電視和消費電子産品以及更好的伽馬射線成像設備,甚至是用于醫學、安全掃描和科學研究的自供電X射線探測器。

  “我们通过将钙钛矿材料封装在MOF结构中来解决其稳定性问题,”DOE用户设施办公室Argonne的奈米材料中心(CNM)的科学家Xuedan Ma说道,“我们的研究表明,这种方法使我们能大幅提高发光纳米晶体的亮度和稳定性。”

  美国洛斯阿拉莫斯大学前J. R. Oppenheimer博士后Hsinhan Tsai补充称:“在MOF中结合钙钛矿纳米晶体的有趣概念已经以粉末形式被证明,但这是我们首次成功地将其集成为LED的发射层。”

  之前試圖制造納米晶體LED的嘗試被納米晶體降解回不需要的體積相所阻礙,這使其失去了納米晶體的優勢並削弱了它們作爲實用LED的潛力。大塊物質由數十億個原子組成。像鈣钛礦這樣的材料在納米階段是由幾個到幾千個原子組成的,因此表現不同。

  在他們的新方法中,研究小組通過在MOF的矩陣中制造納米晶體來穩定納米晶體,就像網球被鐵絲網夾住一樣。他們使用框架中的鉛節點作爲金屬前體,鹵化物鹽作爲有機材料。鹵化物鹽的溶液中含有甲基溴化铵,它跟框架中的鉛反應並在基體中的鉛核周圍組裝納米晶體。由于基質會使納米晶體保持分離,所以它們不會相互作用和降解。這種方法是基于一種解決方案塗層的方法,比目前廣泛使用的用于制造無機LED的真空處理要便宜得多。

  MOF穩定的LED可以制造出明亮的紅色、藍色和綠色光以及每種光的不同色調。

  洛斯阿拉莫斯国家实验室综合纳米技术中心的科学家Wanyi Nie说道:“在这项工作中,我们首次证明了在MOF中稳定的钙钛矿纳米晶体将创造出各种颜色的明亮、稳定的LED。我们可以创造不同的颜色、提高颜色纯度并提高光致发光量子产量,这是一种衡量材料发光能力的指标。”

  該研究小組使用先進光子源(APS)--DOE位于阿貢的科學用戶設施辦公室--進行時間分辨X射線吸收光譜分析,這項技術使他們能發現鈣钛礦材料隨時間的變化。研究人員能跟蹤電荷在材料中移動的過程並了解光發射時發生的重要信息。

  “我们只能通过APS强大的单个X射线脉冲和独特的时间结构来实现这一点,”阿贡X射线科学部的小组负责人Xiaoyi Zhang说道,“我们可以追踪带电粒子在微小钙钛矿晶体中的位置。”

  在耐久性測試中,該材料在紫外線輻射、熱和電場下表現良好且不會降解並失去其光探測和發光效率,這是電視和輻射探測器等實際應用的關鍵條件。

  文章來源:cnBeta、LEDinside、新材料網 

  文章鏈接:http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=602592

  特別聲明:本文轉載僅僅是出于傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站注明的“來源”,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯系轉載稿費等事宜,請與我們接洽。 

网站地图
版权所有 中國科學院上海硅酸盐研究所 滬ICP備05005480號-1
長甯園區地址:上海市長甯區定西路1295號 電話:86-21-52412990 傳真:86-21-52413903 郵編:200050
嘉定園區地址:上海市嘉定區和碩路585號  電話:86-21-69906002 傳真:86-21-69906700 郵編:201899