LEDهای نانویی که نور بیشتر و گرمای کمتر تولید می‌کنند

به گزارش تابناک به نقل از ایسنا، دیود‌های ساطع‌کننده نور نقاط کوانتومی (QLEDs) به‌عنوان گزینه‌های رقابتی در بازار برای کاربرد‌های بخش نمایشگر و روشنایی، پتانسیل بالایی دارند. دانشمندان چینی موفق به ساخت دیود‌های ساطع‌کننده نور نقاط کوانتومی با روشنایی بالا، پایداری مطلوب و ولتاژ عملیاتی پایین شده‌اند که گرمای کمتری نیز تولید می‌کنند. این دستاورد به‌دلیل استفاده از نقاط کوانتومی CdZnSe/ZnSeS حاصل شده است که به‌طور مؤثر ناهمواری انرژی در رابط بین نقاط کوانتومی و لایه انتقال حفره را کاهش می‌دهند. این فناوری مسیری کارآمد برای کاهش تولید گرما و بهبود پایداری عملیاتی دستگاه‌های فوتوالکترونیک فراهم می‌کند.

دیود‌های ساطع‌کننده نور کوانتومی مبتنی بر نقاط کوانتومی موجود در فاز محلول به‌دلیل مزایایی جالبی مانند طول‌موج‌های قابل تنظیم، بازده کوانتومی بالا و خلوص رنگ عالی، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. QLED‌ها در مقایسه با منابع نور تابشی حرارتی، گرمای بسیار کمتری تولید می‌کنند. با این حال، چشم‌انداز انرژی کمتر از میزان بهینه در QLED‌ها و رسانش گرمایی پایین مواد در آنها می‌تواند منجر به تجمع اجتناب‌ناپذیر گرما، به‌ویژه در مناطقی با روشنایی بالا شود که این امر کاهش بازده دستگاه و کاهش طول عمر عملیاتی را در پی دارد.

در مقاله‌ای که در مجله Light Science & Applications منتشر شده است، تیمی از دانشمندان به رهبری پروفسور هوآبین شِن از آزمایشگاه کلیدی مواد عملکردی چین و مرکز تحقیقات مهندسی مشترک ملی فناوری‌های نمایشگر و روشنایی با بازده بالا در دانشگاه هِنان، کایفنگ، چین، نقاط کوانتومی تمام‌آلیاژی CdZnSe/ZnSeS را توسعه داده‌اند. این نقاط کوانتومی باعث کاهش انحطاط نوار ظرفیت و تسهیل تزریق حفره و نوترکیبی تابشی اگزیتون‌ها می‌شوند. QLED‌های مبتنی بر CdZnSe ولتاژ کم‌تری داشته و بازده کوانتومی خارجی (EQE) بیش از ۲۵٪ را نشان می‌دهند. همچنین، این دستگاه‌ها محدوده روشنایی گسترده‌ای بین ۲۰۰ تا ۳۰،۰۰۰ کاندلا بر متر مربع دارند. علاوه بر این، طول عمر عملیاتی این دستگاه‌ها در روشنایی ۱،۰۰۰ کاندلا بر متر مربع بیش از ۷۰،۰۰۰ ساعت است که به‌دلیل کاهش قابل توجه تولید گرمای ژول محقق شده است.

QLED‌های مبتنی بر CdZnSe غلظت الکترونی بالا و ولتاژ پایین‌تری دارند که منجر به کاهش تولید گرمای ژول می‌شود. این ویژگی‌ها به‌طور قابل توجهی کاهش بازده را مهار کرده و روشنایی بی‌سابقه‌ای در ولتاژ پایین برای دستگاه‌های مبتنی بر CdZnSe فراهم می‌کنند. این نتایج بهترین مقادیر گزارش‌شده برای QLED‌های متعارف تا به امروز است.

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که این راهبرد می‌تواند پیشرفت‌های چشمگیری در QLED‌های آبی و سبز و سایر دستگاه‌های فوتوالکترونیک نیز ایجاد کند.