La figura (A) mostra l'elettroluminescenza uniforme da un diodo flessibile a emissione di luce in perovskite di ampia area sviluppato dal team di ricerca. La figura (B) mostra l'illuminazione con diodo emettitore di luce perovskite nel vicino infrarosso sul retro del pugno. Ciò consente l'imaging dei vasi sanguigni sottocutanei. Credito:Nature Photonics
I LED a infrarossi sono utili per le comunicazioni ottiche e l'illuminazione nascosta, e si trovano comunemente nei telecomandi e nelle configurazioni delle telecamere di sicurezza. Sono generalmente piccole sorgenti puntiformi, che ne limita l'uso se è necessaria un'illuminazione di un'area più ampia nelle immediate vicinanze, ad esempio, su un dispositivo indossabile.
Un team di ricerca guidato dal Prof TAN Zhi Kuang del Dipartimento di Chimica e del Solar Energy Research Institute di Singapore (SERIS), NUS ha sviluppato ad alta efficienza, LED nel vicino infrarosso che possono coprire un'area di 900 mm 2 utilizzando metodi di elaborazione della soluzione a basso costo. Si tratta di diversi ordini di grandezza più grandi delle dimensioni raggiunte in altri sforzi, e apre una gamma di nuove interessanti applicazioni. I loro dispositivi utilizzano un nuovo semiconduttore a base di perovskite, che è un semiconduttore a banda proibita diretta capace di una forte emissione di luce. Utilizzando una nuova architettura del dispositivo, il team di ricerca è in grado di sintonizzare con precisione l'iniezione di elettroni e lacune (cariche negative e positive) nella perovskite, tale che un numero equilibrato di cariche opposte potrebbe incontrarsi e dar luogo a un'efficiente generazione di luce. Il team ha anche scoperto che questo miglioramento ha consentito di realizzare dispositivi di grandi dimensioni con una riproducibilità significativamente maggiore.
Signor ZHAO Xiaofei, un dottorato di ricerca studente del gruppo di ricerca ha detto, "Abbiamo scoperto che l'efficienza dell'iniezione del foro è un fattore significativo che influisce sulle prestazioni dei dispositivi. Utilizzando un semiconduttore organico con un potenziale di ionizzazione inferiore come parte della struttura del dispositivo, siamo stati in grado di migliorare l'iniezione del foro e ottenere il bilanciamento della carica. Ciò ha permesso ai nostri dispositivi di emettere luce con efficienze (efficienza quantica esterna del 20%) vicine al loro limite teorico, e ha inoltre ridotto la variazione delle prestazioni da dispositivo a dispositivo, consentendo quindi la realizzazione di dispositivi molto più grandi."
Il professor Tan ha detto, "Alcune delle tecnologie che il nostro dispositivo potrebbe abilitare possono includere l'illuminazione nascosta nel riconoscimento facciale o tecnologie di tracciamento oculare di realtà aumentata/realtà virtuale. In particolare, abbiamo dimostrato che i nostri LED potrebbero essere adatti per applicazioni che comportano l'illuminazione dei tessuti profondi sottocutanei, come nei dispositivi indossabili di monitoraggio della salute".
"Questi materiali potrebbero anche essere sviluppati per emettere luce nell'intera gamma di colori visibili. Potrebbero quindi essere applicati nelle nuove generazioni di display elettronici a schermo piatto, " Ha aggiunto.
