Ledejä piirtäen ja vaihtoehto orgaanisille ledeille

Washingtonin yliopistossa St. Louisissa apulaisprofessori Chuan Wangin kanssa työskentelevät tutkijat ovat kehittäneet mustekyniä, joiden avulla ihmiset voivat piirtää käsin joustavia ja notkeita optoelektronisia laitteita jokapäiväisille materiaaleille, kuten paperille, tekstiileille, kumille, muoville ja 3D-esineille.

Tutkimusartikkelissaan tiimi raportoi yksinkertaisesta ja monipuolisesta valmistusmenetelmästään, jonka avulla kuka tahansa voi tehdä mukautetun valodiodin (LED) tai valotunnistimen ilman erikoiskoulutusta tai tilaa vieviä laitteita.

Uusi kädessä pidettävä valmistustekniikka perustuu Wangin ja tohtorikandidaatin Junyi Zhaon aikaisempaan työhön, jossa he esittivät uuden tavan valmistaa venyviä LEDejä yksinkertaisella mustesuihkutulostimella.

Tekniikka hyödyntää kuulakärkikynän yksinkertaisuutta, joka on täytetty erityisesti suunnitelluilla johtavista polymeereistä, metallisista nanolangoista ja kiteisistä materiaaleista, joita kutsutaan perovskiiteiksi, luomaan laajan kirjon emissiovärejä.

Piirrettyjen perovskiittisten valodiodien kirkkaus voi olla jopa 15 cd m-2 , virran hyötysuhde 6,65 cd A-1 ja käynnistysjännite 2,4 V. Perovskiittivaloilmaisimien päälle/pois-suhde on yli 10 000 ja herkkyys jopa 132 mA W-1 .

Valoa emittoivat sähkökemialliset kennot (LEC) ovat eräänlaisia orgaanisia valoa emittoivia rakenteita. Orgaanisiin valoa emittoiviin diodeihin (OLED) verrattuna niillä on yksinkertaisempi rakenne, pienempi käyttöjännite, parempi joustavuus ja ne voidaan valmistaa pienemmillä kustannuksilla tulostustekniikan avulla.

Mahdollisuuksistaan huolimatta näiden laitteiden mikroskooppisen tason toiminta on edelleen epäselvää, mikä haittaa niiden käytännön sovellusten tutkimusta.

Tsubukan yliopiston tieteilijät tutkivat LEC:itä, jotka on valmistettu superkeltaisesta, yleisesti käytetystä orgaanisesta valoa emittoivasta materiaalista. Elektronispin resonanssimenetelmää (ESR) käyttämällä he tutkivat LEC:iden varausten spin-tiloja kennojen käytön aikana.

He totesivat, että kun LEC:iin syötetty jännite kasvoi, emissiot ja ESR lisääntyivät. Lisäksi havaittujen signaalien teoreettinen analyysi johti siihen johtopäätökseen, että kasvava ESR johtui aukoista ja elektroneista, jotka oli sähkökemiallisesti seostettu (injektoitu) Super Yellowiin.

Tutkimusryhmän kehittämät tekniikat tarjoavat uusia molekyylitason oivalluksia LEC:iden toimintamekanismeihin. On odotettavissa, että nämä oivallukset voivat auttaa tehokkaasti edistämään kohtuuhintaisten, ympäristöystävällisten valoa emittoivien laitteiden kehitystä.

Aiheesta aiemmin:

Sinistä valoa perovskiittiledeistä

Joustavia ja nopeita ledejä

Tulevaisuuden valokomponentti tuotetaan painokoneessa