Un groupe international de chercheurs a mis au point une nouvelle technique qui pourrait être utilisée pour fabriquer des matériaux électroluminescents plus efficaces, à faible coût, flexibles et pouvant être imprimés à l'aide de techniques à jet d'encre.

Les chercheurs, dirigé par l'Université de Cambridge et l'Université technique de Munich, ont découvert qu'en échangeant un atome sur mille d'un matériau contre un autre, ils ont pu tripler la luminescence d'une nouvelle classe de matériaux d'émetteurs de lumière appelés pérovskites aux halogénures.

Cet "échange d'atomes", ou le dopage, provoque le blocage des porteurs de charge dans une partie spécifique de la structure cristalline du matériau, où ils se recombinent et émettent de la lumière. Les résultats, signalé dans le Journal de l'American Chemical Society , pourrait être utile pour un éclairage LED imprimable et flexible à faible coût, écrans pour smartphones ou lasers bon marché.

De nombreuses applications quotidiennes utilisent désormais des dispositifs électroluminescents (LED), tels que l'éclairage domestique et commercial, Écrans de télévision, smartphones et ordinateurs portables. Le principal avantage des LED est qu'elles consomment beaucoup moins d'énergie que les technologies plus anciennes.

Finalement, De plus, l'intégralité de notre communication mondiale via Internet est alimentée par des signaux optiques provenant de sources lumineuses très brillantes qui, à l'intérieur des fibres optiques, transportent des informations à la vitesse de la lumière à travers le monde.

L'équipe a étudié une nouvelle classe de semi-conducteurs appelés pérovskites aux halogénures sous forme de nanocristaux qui ne mesurent qu'environ un dix-millième de l'épaisseur d'un cheveu humain. Ces « points quantiques » sont des matériaux hautement luminescents :les premiers téléviseurs QLED haute brillance intégrant des points quantiques sont récemment arrivés sur le marché.

Les chercheurs de Cambridge, travailler avec le groupe de Daniel Congreve à Harvard, qui sont des experts dans la fabrication de points quantiques, ont maintenant grandement amélioré l'émission lumineuse de ces nanocristaux. Ils ont remplacé un atome sur mille par un autre – en échangeant du plomb contre des ions de manganèse – et ont constaté que la luminescence des points quantiques avait triplé.

Une enquête détaillée utilisant la spectroscopie laser a révélé l'origine de cette observation. "Nous avons constaté que les charges s'accumulent dans les régions des cristaux que nous avons dopés, " a déclaré Sascha Feldmann du laboratoire Cavendish de Cambridge, le premier auteur de l'étude. "Une fois localisé, ces charges énergétiques peuvent se rencontrer et se recombiner pour émettre de la lumière de manière très efficace."

« Nous espérons que cette découverte fascinante :que même les plus petits changements de la composition chimique peuvent grandement améliorer les propriétés du matériau, ouvrira la voie à des écrans LED et lasers bon marché et ultra-lumineux dans un avenir proche, " a déclaré l'auteur principal Felix Deschler, qui est affilié conjointement au Cavendish et au Walter Schottky Institute de l'Université technique de Munich.

À l'avenir, les chercheurs espèrent identifier des dopants encore plus efficaces qui contribueront à rendre ces technologies lumineuses avancées accessibles à toutes les régions du monde.