Un equipo de investigadores de materiales de la Universidad Estatal de Florida ha desarrollado un nuevo tipo de diodo emisor de luz, o LED, utilizando un híbrido orgánico-inorgánico que podría conducir a luces y pantallas más baratas, más brillantes y producidas en masa en el futuro.
El profesor asistente de física Hanwei Gao y el profesor asociado de ingeniería química Biwu Ma están utilizando una clase de materiales llamados perovskitas de haluro organometálico para construir un LED altamente funcional. Presentan sus hallazgos en la revista Materiales avanzados
"El trabajo inicial sugirió que las perovskitas podrían ser un material prometedor para construir LED", dijo Gao. "Pero, el rendimiento no estaba a la altura de su potencial. Creíamos que había un margen significativo para mejorar".
Las perovskitas son cualquier material con el mismo tipo de estructura cristalina que el óxido de calcio y titanio. Otros investigadores experimentaron con perovskitas para construir LED en el pasado pero no pudieron construir unas particularmente efectivas. Gao y Ma creyeron que este híbrido orgánico-inorgánico podría funcionar mejor,si la fórmula pudiera modificarse adecuadamente.
"Cuando pensamos en esta clase de material, sabíamos que debería funcionar mejor que esto", dijo Ma. "Se nos ocurrió nuestro nuevo enfoque para resolver algunos problemas críticos y obtener un LED de alto rendimiento".
Después de meses de experimentos con química sintética para ajustar las propiedades del material y la ingeniería del dispositivo para controlar las arquitecturas del dispositivo, finalmente crearon un LED que funcionó incluso mejor de lo esperado. El material brilló excepcionalmente brillante.
Se mide a aproximadamente 10,000 candelas por metro cuadrado con un voltaje de activación de 12V; las candelas son la unidad de medida para la luminiscencia. Como punto de referencia, los LED que brillan a aproximadamente 400 candelas por metro cuadrado son lo suficientemente brillantes para pantallas de computadora.
"Tal brillo excepcional se debe, en gran medida, a la alta eficiencia luminiscente inherente de este nanomaterial altamente cristalino tratado superficialmente", dijo Gao.
También fue rápido y fácil de producir.
Gao y Ma pueden producir el material en aproximadamente una hora en el laboratorio y tener un dispositivo completo creado y probado en aproximadamente medio día.
Además, aunque las perovskitas híbridas desnudas tienden a ser inestables en el aire húmedo, las perovskitas nanoestructuradas exhiben una estabilidad notable en el ambiente debido a la química de la superficie diseñada a propósito. Dicha estabilidad química reduce en gran medida el requisito de una infraestructura sofisticada para producir este nuevo tipo de LEDy podría ser de gran beneficio para una fabricación rentable en el futuro.
La investigación es crucial para el avance de la tecnología LED, que se está convirtiendo rápidamente en una vía para reducir el consumo eléctrico del país. La iluminación LED ya se vende en las tiendas, pero la adopción generalizada ha sido lenta debido a los costos asociados con el material y elcalidad, pero las luces LED ahorran energía.
Según el Departamento de Energía de EE. UU., La iluminación LED residencial utiliza al menos un 75 por ciento menos de energía que la iluminación incandescente normal.
"Si puede obtener un LED de bajo costo y alto rendimiento, todos lo harán", dijo Ma. "Para la industria, nuestro enfoque tiene una gran ventaja en que los materiales abundantes en la tierra pueden procesarse de manera económica para hacer queproductos "
Gao y Ma vinieron a FSU como parte de la Iniciativa Estratégica de Energía y Materiales con la misión de producir materiales de alta tecnología para nueva generación, tecnología sostenible de energía. Por casualidad, terminaron con oficinas una al lado de la otra y comenzaron a colaborar.
También trabajan con el Profesor Asistente de Ingeniería Industrial y de Manufactura Zhibin Yu, quien también se enfoca en la investigación de tecnología LED, así como con el Profesor Asistente de Química Kenneth Hanson, coautor de este artículo actual.
"Gao y Ma, así como Ken Hanson, son miembros de una cohorte de 11 nuevos empleados en la Iniciativa de Contratación Estratégica de Energía y Materiales", dijo el Vicepresidente Asociado de Investigación W. Ross Ellington. "El presente trabajo, comoasí como otras publicaciones conjuntas recientes, indican que las sinergias deseadas se están logrando en este esfuerzo ".
Además de Gao y Ma, otros investigadores de la FSU involucrados en los experimentos son Hanson, los asociados de investigación posdoctorales Yichuan Ling y Zhao Yuan, y los estudiantes graduados Yu Tian, Xi Wang y Jamie C. Wang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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