物理科技生物学-PHYICA

LED材江田百合子料在应变下闪耀

物理学 2021-09-26 23:59:04

由Rachel Berkowitz,劳伦斯伯克利国家实验室在该原子薄的透明单层半导体上施加机械菌株,导致具有接近100%发光效率的材料

信用:Ali Javey / Berkeley Lab智能手机,笔记本电脑和照明应用依靠发光二极管(LED)闪耀发光

但是这些LED技术更亮,它们变得越低,释放更多的能量为热量反而Light

现在,正如在COSSCOLLS中的报告,由劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)和UC Berkeley领导的一支由研究人员领导的团队表明了一种在所有亮度下实现100%发光效率的方法水平

它们的方法侧重于以有利地改变其电子结构的方式伸展或压缩薄半导体膜

该团队仅确定了半导体的电子结构在能量粒子之间的相互作用方式。在材料中

这些颗粒有时碰撞并彼此碰撞并湮灭,使能量作为热量而不是在过程中发射光

改变材料的电子结构降低了湮灭的可能性并导致近的近似 - 选择能量转换为光线,即使在高亮度

“它总是比发光的发热总是更容易,特别是在我们的工作中高亮度水平

我们已经能够减少损失过程一百倍,“伯克利实验室和电气工程教授和UC Berkeley的电气工程教授和电脑科学教授说,LED表现取决于杰克利团队的发现,伯克利团队的发现是使用单一,3 - 厚的一层半导体被称为机械菌株的过渡金属二甲基甲基化物的材料

这些薄材料具有独特的晶体结构,其产生独特的电子和光学性质:当它们通过通过电流或通过电流激发它们的原子时产生闪亮的光,产生称呼激子的能量颗粒

激子可以通过发光或热量来释放它们的能量

激发子源与热量相反的效率是决定的重要指标LED的终极性能

但是实现高性能所需的是正确的条件

“当激子浓度低时,我们先前已经找到了如何实现完美的发光效率,”Shiekh Zia说UDDI.N,纸上的UC Berkeley研究生和联合主导作者

他和他的同事表明,化学或静电充电单层材料可能导致高效转化,但仅用于低浓度对于激发器

对于高兴奋剂浓度,光学和电子器件通常运行的高兴浓度,彼此湮灭太多的激子

伯克利团队的新工作表明,诀窍来实现高性能高浓度躺在调整材料的乐队st鲁莽,一种控制激子彼此相互作用的电子特性,并且可以降低激子湮灭的概率

“当产生更激动的颗粒时,平衡倾向于产生更多的热量而不是光

在我们的工作中,我们首先要了解这种平衡如何由乐队结构控制,“工作博士道和共同领导作者在工作

的理解导致他们提出修改乐队结构以受控方式使用物理菌株

通过弯曲柔性塑料基板在柔性塑料基板上仔细放置薄的半导体(钨二硫化物或WS2)膜,从柔性塑料基板上致致塑料基板来开始高性能

他们施加了少量的菌株与薄膜

同时,研究人员将激光束聚焦在薄膜上具有不同强度的激光束,具有更强烈的梁,导致更高的激子浓度 - 在电子设备中的高“亮度”设置详细的光学显微镜测量允许研究人员观察材料发射的光子的数量作为从激光吸收的光子的一部分

它们发现该材料在几乎发射光通过适当的菌株对所有亮度水平的完善效率

为了进一步了解物质在应变下的行为,该团队进行了分析模型

他们发现由于“}兴奋剂之间的热输碰碰撞增强了”马鞍点“ - 在en的地方Ergy表面曲线以一种类似于在单层半导体的频带结构中自然的两个峰的山峰之间的方式曲线

施加机械应变导致该过程的能量略微变化,从而避免激动子鞍点

结果,降低了颗粒的碰撞倾向,并且在高浓度的带电粒子下降低了不再是问题“这些单层半导体材料是光电应用的迷恋,因为它们即使在高亮度水平下唯一提供高效率,尽管它们的晶体中存在大量缺陷,但是Javey 未来的伯克利实验室团队将专注于使用材料到制造实际LED器件,以进一步测试该技术在较高亮度下的高效率

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