Ett nästa generations optiskt material baserat på perovskit-nanopartiklar kan uppnå levande färger även på mycket stora skärmar. På grund av deras höga färgrenhet och låga kostnadsfördelar, det har också fått många intressen inom industrin. En ny studie med forskare med UNIST har introducerat en enkel teknik för att extrahera de tre primära färgerna (rött, blå, grön) från detta material.

Detta genombrott leddes av professor Jin Young Kim vid School of Energy and Chemical Engineering vid UNIST. I studien, forskargruppen introducerade en enkel teknik som fritt kontrollerar ljusemitterande spektra genom att justera anjonhalogeniderna i perovskitmaterial. Nyckeln är att justera anjonhalogeniderna genom att lösa upp dem i lösningsmedel för att uppnå rött, blå och gröna lampor. Användning av denna teknik på lysdioder kan resultera i kristallklar bildkvalitet.

Perovskite är ett halvledarmaterial med en speciell struktur som innehåller metall- och halogenelement. Det anses vara en nästa generations solcellskandidat eftersom det har hög fotoelektrisk effektivitet för att omvandla solljus till elektricitet. Detta material väcker också uppmärksamhet som en ljusemitterande enhet på grund av dess höga ljuseffektivitet. Perovskitnanopartiklar avger olika färger beroende på det inre halogenelementet. Den avger röd när den är rik på jod, grön när den är rik på brom, och blå när den är rik på klor.

Dock, perovskit är mycket känslig, vilket gör det svårt att ändra element stabilt. Nu, Professor Kim har utvecklat en enkel teknik för att ersätta vissa element via en lösningsprocess. Metoden innefattar inducering av elementersubstitution med användning av opolärt lösningsmedel och kemiska tillsatser. "I studien, vi tillsatte ett opolärt lösningsmedel innehållande jod (I), brom (Br) och klor (Cl) till en lösning av perovskit -nanopartiklar, " säger Yung Jin Yoon i det kombinerade M.S./Ph.D-programmet för energiteknik, studiens första författare. "När reaktionen äger rum, elementen blandade i det opolära lösningsmedlet byter plats med element i original perovskit, vilket orsakar förändringar i luminescens.

Den tillsatta kemiska tillsatsen tjänar till att separera halogenelementet som finns i det opolära lösningsmedlet. Som ett resultat, mängden halogenelement i lösningen ökar, och med tiden, det ersätts med ett halogenelement i den konventionella perovskiten. Emissionsfärgen bestäms av antalet element i perovskiten. Forskarna gjorde också lysdioder med rött, blå och gröna färger med hjälp av perovskit -nanopartiklar som produceras med denna teknik.

Kim Ki-Hwan, en forskningsprofessor vid institutionen för energi och kemiteknik, sa, "Det är stabilt jämfört med den befintliga tekniken att ändra grundämnet i den fasta perovskiten. Det kan användas på olika sätt för att ändra grundämnessammansättningen i perovskitmaterialet."

"Med vår enkla metod, vi fick luminescens som täcker hela det synliga spektrumet från 400 till 700 nm, " säger professor Kim. "Dessutom, mättade och levande RGB LED-enheter tillverkades framgångsrikt med hjälp av anjonbytade nanokristaller. "