MIT araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir çalışma, düz ekran TV'ler, artırılmış ve sanal gerçeklik başlıkları, akıllı telefon ekranları, tıbbi görüntüleme cihazları ve hatta büyük alanlı ortam aydınlatma yüzeyleri gibi daha enerji verimli dijital ekranların geliştirilmesine öncülük edebilir; bu ekranlar aynı zamanda daha zengin ve daha parlak renkler de üretebilir.
MIT bilim insanları, elektrikle uyarılan kuantum noktaları kullanan LED'lerin içindeki mikroskobik değişiklikleri incelemek için Samsung'daki araştırmacılarla işbirliği yaptı. Kuantum noktaları, son derece saf renkli ışık yayan, hassas bir şekilde şekillendirilmiş nanoskalada yarı iletken parçacıklardır.
Kuantum noktaları, şu anda mevcut olan en iyi görüntü kalitesine sahip bazı bilgisayar ve televizyon ekranlarında kullanılmaktadır. Bu ekranların verimliliği daha da artırılabilir ve üretim süreci daha da basitleştirilebilir, eğer kuantum noktaları elektrikle uyarılabilirse; bu, ilk olarak 20 yıl önce kuantum nokta LED (QD-LED) yapılarında gösterilmiştir.
Ancak, bu QD-LED'lerin çalışma ömrü üzerindeki sınırlamalar, ticari uygulamalarda yaygın olarak kullanılmalarını engellemiştir.
Yeni çalışma, QD-LED'leri akrilat bazlı bir reçine ile kapsüllemenin, QD-LED çalışması sırasında meydana gelecek fiziksel bozulmayı en aza indirerek ömürlerini uzatabileceğini göstermektedir.
Araştırmacılar, QD-LED'leri basit ve ölçeklenebilir bir süreçle reçine tabakası ile kapsüllendirmenin stabilite ve performansı artırdığını gösterdi. Bazı cihazlarda, reçine kapsülleme, 5,000 kat daha uzun bir ömür sağladı. Önemli olarak, çalışmaları reçine kapsüllemenin etkili olmasının temel nedenlerini ortaya koymaktadır.
“Kuantum nokta LED'lerinin çalışma sırasında nasıl ve neden değiştiğine dair elde edilen bilgiler, QD-LED ekranlarının ticarileşmesini engelleyen her şeyi düzeltme olasılığını açıyor. Bu teknoloji, daha önce hiç olmadığı gibi - renk açısından saf, kağıt inceliğinde ve büyük alanlı bir ışık kaynağı sağlayabilir; bu da hem ekranların hem de genel aydınlatmanın nasıl üretileceğini dönüştürebilir,” diyor Vladimir Bulović, Fariborz Maseeh (1990) Yeni Teknolojiler Profesörü, Elektronik Araştırma Laboratuvarı (RLE) baş araştırmacısı, MIT.nano direktörü ve bu çalışmanın kıdemli yazarı.
Yazıda, baş yazar Ruiqi Zhang, elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi yüksek lisans öğrencisi; Moungi Bawendi, Lester Wolfe Kimya Profesörü; ve MIT ile Samsung SAIT'teki diğer meslektaşları yer alıyor. Araştırma bugün Science Advances dergisinde yayımlanmıştır.
Bir mavi darboğaz
Bu makale, kuantum noktalarını keşfettiği ve sentezlediği için 2023 Nobel Kimya Ödülünü paylaşan Bawendi'nin temel çalışmalarına dayanıyor ve 2000 yılında MIT'ye katılan Bulović'nin mühendislik çalışmalarına dayanıyor; bu dönemde Bawendi ile birlikte kuantum noktaları kullanarak verimli LED ekranlar yapma konusunda işbirliği yapmaya başladı.
Geleneksel LED ekranlar, görünür spektrumda herhangi bir rengi oluşturmak için gereken kırmızı, yeşil ve mavi ışığı üreten binlerce küçük ampul kullanır. Bulović'nin Princeton Üniversitesi'ndeki lisansüstü çalışmaları sırasında geliştirdiği daha ileri OLED ekranlar, ampuller yerine elektrikle uyarılan, parlayan organik moleküller kullanır.
Bulović, Bawendi ve MIT'deki diğerleri, organik molekülleri, daha enerji verimli bir şekilde daha saf kırmızı, yeşil ve mavi ışık yayan kuantum noktaları ile değiştirmeyi amaçladılar.
“Kuantum noktaları ile ekranın renk kalitesi daha görsel olarak çekici ve daha optik olarak esnek olacaktır. Bu kuantum nokta renklerini daha hassas bir şekilde karıştırıp eşleştirerek ihtiyaç duyulan herhangi bir rengi oluşturmak mümkün,” diyor Bulović.
Onların işbirliği, kuantum nokta LED teknolojileri üzerine bir dizi icat üretti ve kuantum noktaları iç
