در حالیکه دیودهای نورگسیل ساخته شده از نقطه کوانتومی (QLED) از مواد آلی ساخته نمی‌شوند، ولی خیلی از مزایای مربوط به LEDهای آلی (OLED) را دارا هستند. ولی عملکرد آنها علی‌رغم پیشرفت‌های انجام شده کمتر از OLEDها می‌باشد. اکنون در یک مطالعه جدید، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه ملی سئول QLEDهایی با کارآیی بهبود یافته و درخشندگی بی‌سابقه طراحی کرده و ساخته‌اند که با بهترین OLEDهای فلورسانس امروزی مطابقت دارند.
درخشان‌تر و کارآمدتر شدن LEDهای نقطه کوانتومی
در حالیکه دیودهای نورگسیل ساخته شده از
نقطه کوانتومی (QLED) از مواد آلی ساخته نمی‌شوند، ولی خیلی از مزایای
مربوط به LEDهای آلی (OLED) را دارا هستند. ولی عملکرد آنها علی‌رغم
پیشرفت‌های انجام شده کمتر از OLEDها می‌باشد. اکنون در یک مطالعه جدید،
گروهی از پژوهشگران از دانشگاه ملی سئول QLEDهایی با کارآیی بهبود یافته و
درخشندگی بی‌سابقه طراحی کرده و ساخته‌اند که با بهترین OLEDهای فلورسانس
امروزی مطابقت دارند.
QLEDهای قرمز، سبز، و آبی با ولتاژهای اعمال شده در گوشه چپ بالا. QLED
سبز دارای درخشندگی برابر با ۲۱۸۰۰۰ شمع بر متر مربع است که بیش از سه
برابر درخشنده‌تر از بهترین QLEDهای قبلی است.
همان‌طور که این پژوهشگران در مطالعه خود
توضیح می‌دهند کلید بهبود درخشندگی و کارآیی این QLEDها به بهبود تزریق
الکترون‌ها و حفره‌های حامل جریان به درون نقاط کوانتومی مربوط می‌شود.
هرچه الکترودها کارآیی بیشتری در تزریق الکترون‌ها و حفره‌ها به درون نقاط
کوانتومی داشته باشند، کارآیی گسیل نور افزاره بیشتر می‌شود. معمولا آند از
اکسید قلع ایندیوم ساخته می‌شود که شفافیت آن اجازه گریز نور را می‌دهد.
ولی در اینجا با کمک نانوذرات اکسید روی بعنوان لایه انتقال الکترونی که
عمل تزریق حامل بار را با کارآیی بسیار بیشتری نسبت به قبل انجام می‌دهند،
این پژوهشگران توانستند از اکسید قلع ایندیوم یک کاتد بسازند و این افزاره
را وارونه کنند.
چانگ هی لی از دانشگاه ملی سئول گفت: “مهمترین علت کارآیی پایین QLEDها به
تزریق ضعیف حفره‌ها بدرون نقاط کوانتومی (QD) از آند و لایه انتقال حفره‌ای
همسایه بر می‌گردد که ناشی از سد عظیم انرژی پتانسیل می‌باشد.”
با الگودهی نقاط کوانتومی در اندازه‌های مختلف روی لایه‌ای از نانوذرات
اکسید روی، این مهندسان می‌توانند QLEDهایی با سه رنگ مختلف بسازند: قرمز،
سبز، و آبی. در حالیکه سطح درخشندگی QLEDهای قبلی در بازه ۱۰۰۰۰ شمع بر
متر مربع است، QLED قرمز جدید درخشندگی ۲۳۰۰۰ cd/m2 و QLED سبز مقدار قابل
ذکر -۲۱۸۰۰۰ cd/m2 که بیشترین مقدار برای QLEDها در مقایسه با بهترین
OLEDهای امروزی است – را نشان دادند. QLED آبی درخشندگی پایین ۲۰۰۰ cd/m2
دارد ولی عملکرد پایین رنگ آبی یکی از بزرگ‌ترین معایب هم برای QLEDها و
هم OLEDها است.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌‌ی Nano Letters
منتشر کرده‌اند.
