La couleur de la lumière émise par une LED peut être réglée en modifiant la taille de leurs cristaux semi-conducteurs. Les chercheurs de LMU ont maintenant trouvé un moyen intelligent et économique de faire exactement cela, qui se prête à une production à l'échelle industrielle.

Contrairement à notre vieil ami l'ampoule à incandescence, les diodes électroluminescentes (ou LED) produisent une lumière d'une couleur définie dans la gamme spectrale de l'infrarouge à l'ultraviolet. La longueur d'onde exacte de l'émission est déterminée par la composition chimique du semi-conducteur utilisé, qui est la composante cruciale de ces appareils. Dans le cas de certains matériaux semi-conducteurs, la couleur peut également être ajustée en modifiant de manière appropriée la taille des cristaux dont est composée la couche électroluminescente. Dans des cristaux de dimensions de l'ordre de quelques nanomètres, les effets de la mécanique quantique commencent à se faire sentir.

Les chercheurs de LMU en collaboration avec des collègues de l'Université de Linz (Autriche) ont maintenant développé une méthode pour la production de nanocristaux semi-conducteurs de taille définie basée sur l'oxyde minéral bon marché connu sous le nom de pérovskite. Ces cristaux sont extrêmement stables, ce qui garantit que les LED présentent une grande fidélité des couleurs - un critère de qualité important. De plus, les semi-conducteurs résultants peuvent être imprimés sur des surfaces appropriées, et sont ainsi prédestinés à la fabrication de LED pour une utilisation dans des affichages.

L'élément crucial de la nouvelle méthode est une plaquette mince, seulement quelques nanomètres d'épaisseur, qui est modelé comme une gaufre. Les dépressions servent de minuscules récipients de réaction, dont la forme et le volume déterminent finalement la taille finale des nanocristaux. "Des mesures optimales de la taille des cristaux ont été obtenues à l'aide d'un faisceau fin de rayonnement X à haute énergie au Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) à Hambourg", dit le chercheur de LMU Dr. Bert Nickel, membre de la Nanosystems Initiative Munich (NIM), un pôle d'excellence.

De plus, les plaquettes sont produites au moyen d'un procédé électrochimique économique, et peut être façonné directement en LED. "Nos couches d'oxyde de nanostructure empêchent également le contact entre les cristaux semi-conducteurs et les facteurs environnementaux délétères tels que l'oxygène libre et l'eau, qui autrement limiterait la durée de vie des LED, " comme l'explique le Dr Martin Kaltenbrunner de l'Université Johannes Kepler de Linz. Dans la prochaine étape, nous voulons améliorer encore l'efficacité de ces diodes, et explorer leur potentiel d'utilisation dans d'autres applications, tels que les écrans flexibles.