Un team di ricerca della Florida State University ha sviluppato un nuovo modo per creare luce blu da una classe di materiali che mostra un enorme potenziale per i dispositivi optoelettronici, tra cui celle solari, diodi a emissione di luce (LED) e laser.

Guidato dal professore di chimica della FSU Biwu Ma, il team ha pubblicato un nuovo studio su Materiali energetici avanzati che delinea un approccio semplice ed efficace per creare una luce blu efficiente e stabile dalle perovskiti ad alogenuri metallici. Le perovskiti ad alogenuri metallici sono una classe emergente di materiali semiconduttori caratterizzati da una struttura cristallina cubica che ha buone proprietà di emissione di luce pur essendo facile ed economica da produrre.

Gli scienziati, tra cui Ma, hanno già creato LED a base di perovskite altamente efficienti e stabili per la luce verde e rossa, ma è stato difficile ottenere una luce blu efficiente e stabile. La luce blu richiede molta potenza e la purezza del colore blu spesso diminuisce nel tempo.

Senza una luce blu efficiente e stabile, è impossibile creare luce bianca.

"Abbiamo sviluppato nuove strategie per ottenere una luce blu efficiente e stabile dalle perovskiti e fabbricare LED con prestazioni più elevate", ha affermato Ma. "Se vuoi un display a colori, hai bisogno di blu, verde e rosso. Verde e rosso hanno già buone prestazioni, ma il blu è più difficile. Non è facile creare un blu stabile perché ha un'energia maggiore."

Ma e il suo team hanno creato nanopiastrine a emissione di blu utilizzando una perovskite agli alogenuri metallici basata sul composto chimico bromuro di piombo di cesio, o CsPbBr₃ . Le nanopiastrine sono nanomateriali con solo poche celle unitarie di spessore e, di conseguenza, subiscono gli effetti di un forte confinamento dielettrico e quantistico.

Per fare in modo che queste particolari nanopiastrine emettano luce blu efficiente e stabile, i ricercatori le hanno rivestite con un solfato organico multifunzionale che ha consentito la cosiddetta passivazione superficiale, un metodo altamente efficace utilizzato per migliorare le proprietà e la stabilità della luminescenza.

In questo progetto, la semplice passivazione con solfato organico aiuta a prevenire il degrado delle nanopiastrine, consentendo loro di emettere una luce blu più efficiente e stabile.

Con questi CsPbBr₃ passivati ​​in superficie nanopiastrine come emettitori, LED proof-of-concept sono stati fabbricati per mostrare un'emissione di luce blu pura, con un picco a 462 nanometri. La luminanza di 691 candele per metro quadrato (l'unità standard che specifica la luminosità di un dispositivo) e l'emivita di 20 minuti raggiunta in questo lavoro sono tra i migliori valori per i LED di perovskite blu puro basati su nanopiastrine riportati fino ad oggi.

"Il nostro lavoro mostra chiaramente il potenziale dell'utilizzo di nanopiastrine di perovskite adeguatamente passivate in superficie come emettitori di LED stabili e altamente efficienti", ha affermato Ma. + Esplora ulteriormente

La luce blu significa grandi progressi per i LED a base di perovskite