Un equipo dirigido por el profesor Yao Hongbin de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) desarrolló un diodo emisor de luz (LED) blanco cálido de alta eficiencia y alto brillo basado en híbridos de clúster de yoduro de cobre.Su trabajo está publicado enFotónica de la naturaleza.

Los LED procesados ​​en solución se consideran la tecnología para realizar la próxima generación de iluminación de estado sólido de gran superficie debido a su proceso de fabricación simple y alta operatividad.En la actualidad, los dispositivos LED procesados ​​en solución basados ​​enperovskitas de haluro de plomo, materiales semiconductores orgánicos y puntos cuánticos (QD) de núcleo-cubierta coloidales han logrado un alto rendimiento de electroluminiscencia.

Sin embargo, los materiales que contienenmetales pesadoscomo las perovskitas de haluro de plomo y los QD de CdSe causan graves problemas ambientales, mientras que los dispositivos LED basados ​​en moléculas orgánicas emisoras de luz, los QD de InP y los QD de ZnSe tienen altos costos de producción debido a su compleja síntesis.Por lo tanto, desarrollar LED procesados ​​por solución basados ​​en emisores de bajo costo, baja toxicidad, fácilmente escalables y altamente eficientes es el desafío clave para la futura iluminación de estado sólido.

Para afrontar este desafío, el equipo primero diseñó y preparó un grupo híbrido a base de yodo y cobre con un amplio espectro de fotoluminiscencia.

Al introducir ligandos quelantes de nitrógeno-fosfina y ligandos solubilizantes que contienen fosfina, el equipo obtuvo grupos híbridos de yoduro de cobre con alta eficiencia de luminiscencia y alta solubilidad, que muestran una alta solubilidad de más de 200 mg/ml y una buena estabilidad estructural en N.N-dimetilformamida (DMF), el disolvente cruzado utilizado en la producción de LED.

Las películas delgadas luminiscentes fabricadas mediante recubrimiento por rotación en DMF exhiben una rugosidad superficial baja de 0,22 nm y un alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia de más del 70%, que se puede utilizar como capa luminiscente para fabricar dispositivos LED de color blanco cálido de bajo costo a través deuna ruta de disolvente ortogonal.

Los dispositivos LED resultantes alcanzan una eficiencia cuántica externa máxima del 19,1%, un brillo de más de 40.000 cd m^-2, y una vida útil operativa de más de 232 h (T₅₀@100 cd m^-2).Mientras tanto, gracias a la buena solubilidad y procesabilidad de los grupos, el equipo construyó un dispositivo LED procesado con solución de gran superficie con un área de trabajo de 36 cm.²a través del revestimiento de la hoja, que exhibió una emisión de luz blanca cálida con un brillo cercano a 60.000 cd m^-2.

Además, modificando diferentes grupos donadores de electrones en los heterociclos de nitrógeno de los ligandos quelantes de nitrógeno-fosfina, el equipo desarrolló una serie de dispositivos LED sintonizables en color procesados ​​en solución.

Este trabajo realizó dispositivos LED conalta eficienciay alto brillo basado en grupos híbridos de yoduro de cobre.La capacidad de expansión estructural y la sintonizabilidad espectral de los grupos híbridos de yoduro de cobre los hacen prometedores para fabricar paneles LED e iluminación de estado sólido de bajo costo y alto rendimiento.

Proporcionado porUniversidad de Ciencia y Tecnología de China