Un equipo de investigación dirigido por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha desarrollado diodos emisores de luz de fibra a todo color utilizando cables cuánticos de perovskita (PeQW), allanando el camino para innovadores dispositivos portátiles de iluminación y visualización.

El estudio se publica en la revista.Avances científicosy titulado "Diodos emisores de luz de fibra a todo color basados ​​en cables cuánticos de perovskita".

Los diodos emisores de luz de fibra (Fi-LED) se destacan como un componente clave en el ámbito de los LED flexibles debido a su compatibilidad con la fabricación textil y su excelente uniformidad de luminancia espacial.Las perovskitas de halogenuros metálicos (MHP) se han convertido en materiales emisores de luz prometedores para los LED de próxima generación debido a sus propiedades optoelectrónicas superiores.

A pesar del potencial, la fabricación de Fi-LED basados ​​en MHP se ha enfrentado a desafíos como el recubrimiento no uniforme inducido por la gravedad y la tensión superficial, la cristalización de baja calidad y los complejos procesos de deposición de electrodos, que culminan en una emisión de luz desigual e ineficiente.

Para abordar estos problemas, el equipo de investigación dirigido por el Prof. Fan Zhiyong, profesor titular del Departamento de Ingeniería Electrónica e Informática y del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de HKUST, empleó un enfoque novedoso utilizando plantillas de membrana porosa de alúmina (PAM) sobre finas fibras de aluminio.El PAM, con un tamaño de poro ultrapequeño de aproximadamente 5 nm, se fabricó sobre fibras de aluminio mediante un proceso de recubrimiento con solución rollo a rollo.

La solución precursora de MHP se llenó en los canales de PAM, seguido de un procedimiento de recocido circundante para garantizar una vaporización del disolvente espacialmente uniforme y una cristalización de MHP.Este método permite el crecimiento uniforme de matrices de PeQW y minimiza la formación de estructuras de película delgada no deseadas en la superficie de PAM.

El equipo de investigación demostró con éxito la fabricación de Fi-LED a todo color con picos de emisión de 625 nm (rojo), 512 nm (verde) y 490 nm (azul cielo).Las fibras fabricadas mostraron buena capacidad de flexión y elasticidad, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de iluminación textil.

Se exhibieron varias arquitecturas 2D y 3D, incluida una cadena 2D a todo color "I ⥠HKUST", todas con una excelente uniformidad de fluorescencia.Además, se creó una "escena nocturna" del puerto de Victoria utilizando PeQW con transiciones de color inducidas por gradientes de haluros, destacando la versatilidad y el potencial estético de los Fi-LED.

Este trabajo presenta un avance significativo en el campo de los Fi-LED.Los desarrollos futuros podrían centrarse en mejorar la eficiencia y estabilidad de los Fi-LED, explorar nuevas composiciones de perovskita para una gama más amplia de colores de emisión e integrar estos dispositivos en productos textiles comerciales.

"La combinación del efecto de confinamiento cuántico y la pasivación de la estructura de membrana porosa de alúmina 3D nos ha permitido lograr una fotoluminiscencia y una eficacia de electroluminiscencia excepcionales. Nuestro enfoque innovador para los LED de fibra abre nuevas posibilidades para fabricar fuentes de iluminación estructuradas en 3D no convencionales, allanando el caminopara tecnologías avanzadas de pantallas portátiles", afirmó el profesor Fan.

Doctorado en Ingeniería Electrónica e Informática.El estudiante Ren Beitao es el primer autor y el profesor Fan es el autor correspondiente.Otros coautores incluyen Ph.D.estudiantes e investigadores postdoctorales en el grupo del Prof. Fan y colaboradores en la Universidad Sun Yat-sen y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing.