Un material óptico de próxima generación basado en nanopartículas de perovskita puede lograr colores vivos incluso en pantallas muy grandes. Debido a su alta pureza de color y ventajas de bajo costo, también ha ganado muchos intereses en la industria. Un estudio reciente que incluye investigadores de UNIST ha introducido una técnica simple para extraer los tres colores primarios (rojo, azul, verde) de este material.

Este avance fue dirigido por el profesor Jin Young Kim en la Escuela de Ingeniería Química y Energética de UNIST. En el estudio, el equipo de investigación introdujo una técnica simple que controla libremente los espectros de emisión de luz ajustando los haluros de aniones en los materiales de perovskita. La clave es ajustar los haluros de aniones disolviéndolos en solventes para lograr el rojo, luces azules y verdes. La aplicación de esta técnica a los LED puede dar como resultado una calidad de imagen nítida.

La perovskita es un material semiconductor con una estructura especial que contiene elementos metálicos y halógenos. Se considera una célula solar candidata de próxima generación porque tiene una alta eficiencia fotoeléctrica para convertir la luz solar en electricidad. Este material también está atrayendo la atención como dispositivo emisor de luz debido a su alta eficiencia luminosa. Las nanopartículas de perovskita emiten diferentes colores dependiendo del elemento halógeno interno. Emite rojo cuando es rico en yodo, verde cuando es rico en bromo, y azul cuando es rico en cloro.

Sin embargo, la perovskita es muy sensible, dificultando el cambio de elementos de forma estable. Ahora, El profesor Kim ha desarrollado una técnica simple para reemplazar ciertos elementos a través de un proceso de solución. El método consiste en inducir la sustitución de elementos utilizando disolventes no polares y aditivos químicos. "En el estudio, agregamos un solvente apolar que contiene yodo (I), bromo (Br) y cloro (Cl) a una solución de nanopartículas de perovskita, "dice Yung Jin Yoon en el Programa Combinado de Maestría / Doctorado en Ingeniería Energética, el primer autor del estudio. "Una vez que se produce la reacción, los elementos mezclados dentro del solvente apolar cambian su lugar con elementos en perovskita original, que provoca cambios en la luminiscencia.

El aditivo químico añadido sirve para separar el elemento halógeno presente en el disolvente apolar. Como resultado, la cantidad de elemento halógeno en la solución aumenta, y con el tiempo se reemplaza con un elemento halógeno en la perovskita convencional. El color de emisión está determinado por la cantidad de elementos en la perovskita. Los investigadores también hicieron LED con rojo, colores azul y verde utilizando nanopartículas de perovskita producidas con esta tecnología.

Kim Ki-Hwan, profesor investigador del Departamento de Ingeniería Energética e Química, dijo, "Es estable en comparación con la tecnología existente para cambiar el elemento en la perovskita sólida. Podría aplicarse de diversas formas para cambiar la composición del elemento en el material de perovskita".

"Con nuestro método simple, obtuvimos luminiscencia cubriendo todo el espectro visible de 400 a 700 nm, "dice el profesor Kim." Además, dispositivos LED RGB saturados y vívidos se fabricaron con éxito utilizando nanocristales de intercambio aniónico ".