Un materiale ottico di nuova generazione basato su nanoparticelle di perovskite può ottenere colori vividi anche su schermi molto grandi. Grazie alla loro elevata purezza del colore e ai vantaggi a basso costo, ha anche guadagnato molto interesse nell'industria. Un recente studio che ha coinvolto ricercatori dell'UNIST ha introdotto una tecnica semplice per estrarre i tre colori primari (rosso, blu, verde) da questo materiale.

Questa svolta è stata guidata dal professor Jin Young Kim presso la School of Energy and Chemical Engineering dell'UNIST. Nello studio, il team di ricerca ha introdotto una tecnica semplice che controlla liberamente gli spettri di emissione della luce regolando gli alogenuri anionici nei materiali di perovskite. La chiave è regolare gli alogenuri anionici dissolvendoli in solventi per ottenere rosso, luci blu e verde. L'applicazione di questa tecnica ai LED può portare a una qualità dell'immagine cristallina.

La perovskite è un materiale semiconduttore con una struttura speciale contenente elementi metallici ed alogeni. È considerato un candidato per le celle solari di nuova generazione perché ha un'elevata efficienza fotoelettrica per convertire la luce solare in elettricità. Questo materiale sta attirando l'attenzione anche come dispositivo emettitore di luce a causa della sua elevata efficienza luminosa. Le nanoparticelle di perovskite emettono colori diversi a seconda dell'elemento alogeno interno. Emette rosso quando è ricco di iodio, verde quando è ricco di bromo, e blu quando è ricco di cloro.

Però, la perovskite è molto sensibile, rendendo difficile cambiare gli elementi in modo stabile. Ora, Il professor Kim ha sviluppato una tecnica semplice per sostituire determinati elementi tramite un processo risolutivo. Il metodo prevede l'induzione della sostituzione degli elementi utilizzando solventi non polari e additivi chimici. "Nello studio, abbiamo aggiunto un solvente non polare contenente iodio (I), bromo (Br) e cloro (Cl) in una soluzione di nanoparticelle di perovskite, " dice Yung Jin Yoon nel programma combinato MS/Ph.D di Ingegneria Energetica, il primo autore dello studio. "Una volta avvenuta la reazione, gli elementi miscelati all'interno del solvente non polare cambiano posto con elementi in perovskite originale, che provoca alterazioni della luminescenza.

L'additivo chimico aggiunto serve a separare l'elemento alogeno presente nel solvente non polare. Di conseguenza, la quantità di elemento alogeno nella soluzione aumenta, e nel tempo, viene sostituito con un elemento alogeno nella perovskite convenzionale. Il colore di emissione è determinato dal numero di elementi nella perovskite. I ricercatori hanno anche realizzato LED con rosso, colori blu e verde utilizzando nanoparticelle di perovskite prodotte con questa tecnologia.

Kim Ki-Hwan, professore di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Energetica e Chimica, disse, "È stabile rispetto alla tecnologia esistente per cambiare l'elemento nella perovskite solida. Potrebbe essere applicata in vari modi per cambiare la composizione dell'elemento nel materiale perovskite".

"Con il nostro semplice metodo, abbiamo ottenuto una luminescenza che copre l'intero spettro visibile da 400 a 700 nm, "dice il professor Kim. "Inoltre, dispositivi LED RGB saturi e vividi sono stati fabbricati con successo utilizzando i nanocristalli a scambio di anioni".