Прототип на ултра-ярък перовскитен светодиод върху сапфирена подложка
(снимка: Imec)
Учени от белгийския изследователски център Imec създадоха перовскитни светоизлъчващи диоди (PeLED), които са хиляда пъти по-мощни от органичните светодиоди (OLED).
Разработката, спонсорирана от фондовете на Европейския съюз, обещава появата на нов тип полупроводникови лазери, базирани на PeLED, които ще тласнат развитието на проекционни и сензорни системи за използване в бита, медицината и индустрията.
Перовскитите, специални съединения на полупроводникови материали, вече са се доказали в областта на фотоволтаиците. Те позволяват създаване на елементи върху гъвкав субстрат, поддържат висока мобилност на електроните и са евтини за производство.
Но перовскитите се разглеждат и като кандидати за светодиоди. Точно по този път са поели учените от Imec, когато са започнали проекта ULTRA-LUX.
Основната задача пред изследователите е била да осигурят подаването на ток с безпрецедентна плътност към малка площ от субстрата. Те вече са успели да намерят решение под формата на редуващи се прозрачни и непрозрачни метализиращи слоеве върху сапфирен субстрат. Плътността на тока, постигната на прототипа PeLED, е 3000 A/cm².
„Тази нова архитектура от транспортни слоеве, прозрачни електроди и перовскит като полупроводников активен материал може да работи при плътност на електрическия ток десетки хиляди пъти по-висока (3 kA/cm²), отколкото при конвенционалните OLED”, казва проф. Пол Хереманс, старши научен сътрудник в Imec и главен изследовател на проекта.
Целта на учените не е да разработят свръхярки екрани за смартфони или друга електроника. Те търсят път към създаване на полупроводникови лазери на базата на перовскит и разработката им ги води именно към това.
„В проекта ULTRA-LUX Imec демонстрира за първи път PeLED архитектура с ниски оптични загуби и изпомпва тези PeLED до плътност на тока, която поддържа стимулирано излъчване на светлина”, казват учените.
Това вече е стъпка към създаване на тънкослойни инжекционни полупроводникови лазери от перовскит, които са крайъгълен камък по пътя към завладяване на нови висоти в проекцията на изображения, наблюдението на околната среда, медицинската диагностика и други области.