I diodi emettitori di luce (LED) hanno rivoluzionato la moderna tecnologia di illuminazione e rilevamento. Dalle applicazioni domestiche all'industria, i LED vengono utilizzati per tutte le applicazioni di illuminazione, dall'illuminazione per interni agli schermi TV alla biomedicina. I LED organici (OLED) ampiamente utilizzati oggi, ad esempio negli schermi degli smartphone, utilizzano materiali organici a film sottile come semiconduttore. Tuttavia, la loro luminosità massima rimane limitata; basti pensare a provare a leggere lo schermo del tuo smartphone in una giornata molto soleggiata.
Nel frattempo, le perovskiti, una classe di materiali con una struttura cristallina specifica, stanno dimostrando il loro valore oltre le celle solari. Con eccellenti proprietà optoelettriche, lavorabilità a basso costo ed efficiente trasporto della carica, questi materiali sono emersi negli ultimi 10 anni come candidati interessanti per applicazioni di emissione di luce, come i LED.
Tuttavia, mentre le perovskiti possono sopportare densità di corrente molto elevate, il funzionamento del laser con emissione di luce coerente ad alta intensità non è stato ancora raggiunto. "Nel progetto ULTRA-LUX, imec ha mostrato per la prima volta un'architettura PeLED con basse perdite ottiche e ha pompato questi PeLED a densità di corrente che supportano l'emissione stimolata di luce", ha spiegato il prof. Paul Heremans, ricercatore senior di imec e ricercatore principale del progetto.
Il progetto è pubblicato in dettaglio su Nature Photonics , intitolato "Emissione spontanea amplificata assistita elettricamente in diodi emettitori di luce a base di perovskite".
"Questa nuova architettura di strati di trasporto, elettrodi trasparenti e perovskite come materiale attivo semiconduttore, può funzionare a densità di corrente elettrica decine di migliaia di volte superiori (3 kA cm -2 ) rispetto agli OLED convenzionali."
"Con questa architettura, imec ha migliorato l'emissione spontanea amplificata, con un aiuto elettrico del pompaggio ottico convenzionale. In tal modo, imec ha dimostrato che l'iniezione elettrica contribuisce per il 13% alla quantità totale di emissione stimolata e quindi si avvicina alla soglia per ottenere un livello sottile- laser per iniezione di film", ha dichiarato Robert Gehlhaar, project manager di imec. "Il raggiungimento di questo traguardo fondamentale verso i diodi laser a film sottile ad alta potenza sta aprendo la strada a nuove entusiasmanti applicazioni dei laser a perovskite a film sottile."
Ulteriori informazioni: Karim Elkhouly et al, Emissione spontanea amplificata assistita elettricamente in diodi emettitori di luce a perovskite, Nature Photonics (2024). DOI:10.1038/s41566-023-01341-7
Informazioni sul giornale: Fotonica della natura
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