Primera pregunta: Los nanocristales de perovskita estabilizados en MOF pueden producir LED brillantes y estables.
Aquí, investigadores de Los Alamos Laboratories y otros demuestran que los nanocristales de perovskita estabilizados en películas de estructura organometálica (MOF) pueden producir LED estables y brillantes. Los nanocristales de perovskita en películas MOF pueden mantener la fotoluminiscencia y la electroluminiscencia bajo irradiación UV continua, estrés térmico y estrés eléctrico. La espectroscopía óptica y de rayos X indica que la fuerte emisión es el resultado de una recombinación de portadores localizada. La máxima eficiencia cuántica externa de los diodos emisores de luz de nanocristales de perovskita MOF supera el 15% y el alto brillo supera los 105 cdm2. Durante el funcionamiento del LED, los nanocristales pueden estar bien protegidos por la matriz MOF y no sufrirán migración de iones ni fusión de cristales, y pueden tener un rendimiento estable durante más de 50 horas. En 2021 se publicó un artículo relacionado en la revista Nature Photonics, titulado "Diodos emisores de luz brillantes y estables hechos de nanocristales de perovskita estables en estructuras organometálicas".
Enlace del artículo:
/articles/s 41566-021-00857-0
Los nanocristales de perovskita de haluros metálicos son emisores ópticos emergentes, con banda prohibida óptica sintonizable, pureza de color mejorada y alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY). Estas características se atribuyen a los efectos de confinamiento, las energías de unión del par electrón-hueco y la localización de la carga en la nanoestructura. Las películas delgadas se pueden preparar mediante métodos de solución, lo que convierte a los nanocristales de perovskita en candidatos atractivos para diodos emisores de luz, láseres y centelleadores de radiación. Sorprendentemente, los LED basados en nanocristales de perovskita han logrado eficiencias cuánticas externas (EQE) récord de más del 20%. A pesar de estas ventajas, estabilizar los nanocristales de perovskita sigue siendo un desafío. Los resultados muestran que, en condiciones ambientales, los nanocristales de CsPbBr pueden fusionarse en la fase masiva, atenuando diez veces las propiedades de emisión. También se ha sugerido que en ambientes húmedos, los nanocristales pueden descomponerse en sus precursores bajo irradiación ultravioleta (UV) sostenida, lo cual es un problema crítico cuando se usan en pantallas.
Para solucionar estos problemas, se han realizado grandes esfuerzos para diseñar ligandos más fuertes, añadir aditivos e introducir reticulantes para proteger los nanocristales del entorno circundante. Para abordar estos cuellos de botella, algunos conceptos interesantes recientes utilizan inteligentemente estructuras organometálicas (MOF) como sustratos que contienen nanocristales de perovskita. Este sistema presenta una estabilidad del material significativamente mejorada, con valores de PLQY superiores al 50%. La combinación de la porosidad de los MOF y las propiedades optoelectrónicas de los nanocristales de perovskita le da a este material grandes perspectivas de aplicación en fotoelectroquímica y catálisis. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se centraron en el uso de polvos y las estructuras de perovskita MOF (PeMOF) nunca se han utilizado como capas emisivas en aplicaciones LED. Esto se debe principalmente al desafío de depositar las películas uniformes necesarias para los diodos de alta calidad. Además, para lograr una inyección de carga eficiente, es necesario considerar compensaciones en materia de conductividad agregando grandes cantidades de componentes aislantes. (Texto: Aisingiorro Star)
Figura 1 | Formación y caracterización de películas PEM.
Figura 2 | Análisis de imagen PEMA de película PEMA.
Figura 3 | Análisis de características de rendimiento de dispositivos LED.