Un gruppo internazionale di ricercatori ha sviluppato una nuova tecnica che potrebbe essere utilizzata per realizzare materiali a emissione di luce a basso costo più efficienti, flessibili e stampabili con tecniche a getto d'inchiostro.

I ricercatori, guidato dall'Università di Cambridge e dall'Università tecnica di Monaco di Baviera, scoperto che scambiando uno su mille atomi di un materiale con un altro, sono stati in grado di triplicare la luminescenza di una nuova classe materiale di emettitori di luce noti come perovskiti ad alogenuri.

Questo "scambio di atomi", o doping, fa sì che i portatori di carica rimangano bloccati in una parte specifica della struttura cristallina del materiale, dove si ricombinano ed emettono luce. I risultati, riportato in Giornale della Società Chimica Americana , potrebbe essere utile per l'illuminazione a LED flessibile e stampabile a basso costo, display per smartphone o laser economici.

Molte applicazioni quotidiane ora utilizzano dispositivi a emissione di luce (LED), come l'illuminazione domestica e commerciale, schermi televisivi, smartphone e laptop. Il vantaggio principale dei LED è che consumano molta meno energia rispetto alle vecchie tecnologie.

In definitiva, inoltre, la totalità della nostra comunicazione mondiale via Internet è guidata da segnali ottici provenienti da sorgenti luminose molto luminose che all'interno delle fibre ottiche trasportano informazioni alla velocità della luce in tutto il mondo.

Il team ha studiato una nuova classe di semiconduttori chiamati perovskiti ad alogenuri sotto forma di nanocristalli che misurano solo circa un decimillesimo dello spessore di un capello umano. Questi "punti quantici" sono materiali altamente luminescenti:i primi televisori QLED ad alta luminosità che incorporano punti quantici sono stati recentemente immessi sul mercato.

I ricercatori di Cambridge, lavorando con il gruppo di Daniel Congreve ad Harvard, che sono esperti nella fabbricazione di punti quantici, ora hanno notevolmente migliorato l'emissione di luce da questi nanocristalli. Hanno sostituito un atomo su mille con un altro, scambiando piombo con ioni manganese, e hanno scoperto che la luminescenza dei punti quantici è triplicata.

Un'indagine dettagliata utilizzando la spettroscopia laser ha rivelato l'origine di questa osservazione. "Abbiamo scoperto che le cariche si accumulano nelle regioni dei cristalli che abbiamo drogato, ", ha affermato Sascha Feldmann del Cavendish Laboratory di Cambridge, primo autore dello studio. "Una volta localizzato, quelle cariche energetiche possono incontrarsi e ricombinarsi per emettere luce in modo molto efficiente."

"Ci auguriamo che questa affascinante scoperta:che anche i più piccoli cambiamenti nella composizione chimica possano migliorare notevolmente le proprietà del materiale, aprirà la strada a display a LED e laser economici e ultraluminosi nel prossimo futuro, ", ha affermato l'autore senior Felix Deschler, che è affiliato congiuntamente al Cavendish e al Walter Schottky Institute dell'Università tecnica di Monaco.

In futuro i ricercatori sperano di identificare droganti ancora più efficienti che contribuiranno a rendere queste tecnologie avanzate della luce accessibili a ogni parte del mondo.