Hitech logo

Идеи

Инженеры MIT увеличили ресурс синих квантовых точек в 5000 раз

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 02:16 PM

Исследователи из США изучили микроскопические изменения, происходящие внутри светодиодов на основе квантовых точек — наноразмерных частиц, излучающих свет исключительно высокой чистоты цвета. И обнаружили причину и способ решения проблемы быстрого выхода из строя синих светодиодов, продлив срок их службы в 5000 раз. Это открывает путь к созданию QD-LED дисплеев с длительным сроком службы матрицы, лазеров, датчиков и даже новых источников освещения.

00
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Квантовые точки — частицы размером всего несколько нанометров. Они излучают свет строго определенной длины волны, которая зависит от их размера: более крупные точки дают красный свет, более мелкие — синий. Светодиоды на квантовых точках (QD-LED) дают невероятно чистые и насыщенные цвета, которые невозможно получить с помощью обычных люминофоров.

Китай стал второй страной в мире, успешно вернувшей первую ступень ракеты-носителя

Проблема в слишком коротком сроке службы, особенно светодиодов синего цвета. Оказалось, что синие квантовые точки деградируют в 50–100 раз быстрее красных и зеленых, пишет MIT News. Для того чтобы понять причину, исследователи из Массачусетского технологического института разработали метод нарезки QD-LED на сверхтонкие пласты толщиной в несколько нанометров и изучили их под мощными микроскопами.

Сравнивая свежеизготовленные устройства с теми, которые работали в форсированном режиме, ученые увидели, что в синих QD-LED три основных функциональных слоя, отвечающие за свечение, истончаются и меняют свою морфологию. Кроме того, сами квантовые точки слипаются и теряют свою форму. Причиной оказалось выделение водорода и кислорода из материалов устройства во время работы — эти элементы вызывают химическую деградацию.

Затем, чтобы предотвратить разрушение, исследователи применили метод, уже используемый в промышленности для других целей: инкапсулировали QD-LED в защитную обоочку из акрилатной смолы. Этот простой и масштабируемый процесс подавляет выделение водорода и кислорода, сохраняя структуру слоев.

Результат превзошел ожидания: ресурс красных QD-LED вырос в 8 раз, а синих — более чем в 5000 раз. Теперь синие QD-LED по долговечности приблизились к требованиям коммерческих дисплеев.

Сейчас команда работает над добавлением в структуру QD-LED дополнительных слоев для дальнейшего повышения эффективности и срока службы. Кроме того, ученые планируют применить полученные знания для создания не только дисплеев, но и лазеров, датчиков и даже новых источников освещения.

Датские ученые устранили один из ключевых барьеров в построении масштабируемых квантовых сетей на базе существующих оптоволоконных кабелей и стандартных кремниевых чипов — им удалось создать квантовые точки, излучающие фотоны телекоммуникационного диапазона.