Figur (A) visar enhetlig elektroluminescens från en flexibel perovskit-ljusemitterande diod med stor yta utvecklad av forskargruppen. Figur (B) visar belysning med nära-infraröd perovskit lysdiod på baksidan av näven. Detta möjliggör avbildning av subkutana blodkärl. Kredit:Nature Photonics
Infraröda lysdioder är användbara för optisk kommunikation och hemlig belysning, och finns vanligtvis i fjärrkontroller och säkerhetskameror. De är i allmänhet små punktkällor, vilket begränsar deras användning om större belysning krävs i närheten, till exempel, på en bärbar enhet.
En forskargrupp ledd av prof TAN Zhi Kuang från Department of Chemistry och Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS), NUS har utvecklat högeffektiva, nära-infraröda lysdioder som kan täcka en yta på 900 mm 2 med hjälp av billiga lösningsbearbetningsmetoder. Detta är flera storleksordningar större än de storlekar som uppnåtts i andra ansträngningar, och öppnar upp en rad intressanta nya applikationer. Deras enheter använder en ny perovskitbaserad halvledare, som är en direkt-bandgap-halvledare som är kapabel till stark ljusemission. Genom att använda en ny enhetsarkitektur, forskargruppen kan justera insprutningen av elektroner och hål (negativa och positiva laddningar) i perovskiten, så att ett balanserat antal motsatta laddningar kan mötas och ge upphov till effektiv ljusgenerering. Teamet fann också att denna förbättring gjorde det möjligt att tillverka enheter med stora ytor med betydligt högre reproducerbarhet.
ZHAO Xiaofei, en Ph.D. student i forskargruppen sa, "Vi fann att hålinsprutningseffektiviteten är en betydande faktor som påverkar enheternas prestanda. Genom att använda en organisk halvledare med en grundare joniseringspotential som en del av enhetens struktur, vi kunde förbättra hålinsprutningen och uppnå laddningsbalans. Detta gjorde det möjligt för våra enheter att avge ljus med verkningsgrader (extern kvantverkningsgrad på 20%) nära sin teoretiska gräns, och minskade dessutom prestandavariationen från enhet till enhet, vilket möjliggör realiseringen av mycket större enheter."
Prof Tan sa, "Några av de teknologier som vår enhet skulle kunna möjliggöra kan inkludera hemlig belysning i ansiktsigenkänning eller augmented reality/virtual reality eyetracking-teknologier. I synnerhet, vi har visat att våra lysdioder kan vara lämpade för applikationer som involverar subkutan djupvävnadsbelysning, som i bärbara hälsospårningsenheter."
"Dessa material kan också utvecklas för att avge ljus i alla synliga färger. De kan därför användas i nyare generationer av platta elektroniska skärmar, " han lade till.
