(Phys.org) —Los LED de colores hechos de un material conocido como perovskita podrían dar lugar a pantallas LED que sean más baratas y fáciles de fabricar en el futuro.
Una forma híbrida de perovskita, el mismo tipo de material que recientemente se ha descubierto que produce células solares altamente eficientes que algún día podrían reemplazar al silicio, se ha utilizado para fabricar de bajo costo, LEDs de fácil fabricación, potencialmente abriendo una amplia gama de aplicaciones comerciales en el futuro, como pantallas de colores flexibles.
Esta clase particular de perovskitas semiconductoras ha generado entusiasmo en el campo de las células solares durante los últimos años. después de que el grupo del profesor Henry Snaith en la Universidad de Oxford descubriera que eran notablemente eficientes para convertir la luz en electricidad. En solo dos cortos años, Las células solares basadas en perovskita han alcanzado eficiencias de casi el 20%, un nivel que las células solares convencionales basadas en silicio tardaron 20 años en alcanzar.
Ahora, investigadores de la Universidad de Cambridge, La Universidad de Oxford y la Ludwig-Maximilians-Universität en Munich han demostrado una nueva aplicación para materiales de perovskita, usándolos para hacer LED de alto brillo. Los resultados se publican en la revista Nanotecnología de la naturaleza .
Perovskita es un término general utilizado para describir un grupo de materiales que tienen una estructura cristalina distintiva de formas cuboides y diamantes. Han sido de interés durante mucho tiempo por sus propiedades superconductoras y ferroeléctricas. Pero en los últimos años, su eficiencia para convertir la luz en energía eléctrica ha abierto una amplia gama de aplicaciones potenciales.
Las perovskitas que se utilizaron para fabricar los LED se conocen como perovskitas de haluro organometálico, y contienen una mezcla de plomo, iones basados en carbono e iones halógenos conocidos como haluros. Estos materiales se disuelven bien en solventes comunes, y ensamblar para formar cristales de perovskita cuando se seca, haciéndolos baratos y sencillos de hacer.
"Estas perovskitas de haluro organometálico son semiconductores notables, "dijo Zhi-Kuang Tan, estudiante de doctorado en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge y autor principal del artículo. "Hemos diseñado la estructura del diodo para confinar las cargas eléctricas en una capa muy delgada de perovskita, que establece las condiciones para que el proceso de captura del agujero de electrones produzca una emisión de luz ".
Los LED de perovskita se fabrican mediante un proceso simple y escalable en el que se prepara una solución de perovskita y se aplica un recubrimiento giratorio sobre el sustrato. Este proceso no requiere pasos de calentamiento a alta temperatura o un alto vacío, y por lo tanto es barato de fabricar a gran escala. A diferencia de, Los métodos convencionales de fabricación de LED hacen que el coste sea prohibitivo para muchas aplicaciones de visualización de gran superficie.
"La gran sorpresa para la comunidad de semiconductores es descubrir que métodos de proceso tan simples todavía producen propiedades de semiconductores muy limpias, sin la necesidad de los complejos procedimientos de purificación necesarios para los semiconductores tradicionales como el silicio, "dijo el profesor Sir Richard Friend del Laboratorio Cavendish, quien ha dirigido este programa en Cambridge.
"Es notable que este material se pueda ajustar fácilmente para emitir luz en una variedad de colores, lo que lo hace extremadamente útil para pantallas a color, aplicaciones de iluminación y comunicación óptica, ", dijo Tan." Esta tecnología podría proporcionar mucho valor a la creciente industria de pantallas planas ".
El equipo ahora busca aumentar la eficiencia de los LED y usarlos para láseres de diodo, que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones médicas e industriales, como procesamiento de materiales y equipos médicos. El primer LED disponible comercialmente basado en perovskita podría estar disponible dentro de cinco años.
