Recent, Centrul de Cercetare și Inovare imec din Belgia a dezvăluit în lucrarea sa privind rezultatele cercetării că a dezvoltat cu succes o nouă arhitectură de stivuire a diodelor emițătoare de lumină perovskite (PeLED, LED perovskit). În mod remarcabil, luminozitatea PeLED sub această arhitectură este de până la 1.000 de ori mai mare decât cea a celei mai avansate diode organice emițătoare de lumină (OLED) în prezent. Ca o realizare importantă a proiectului ULTRA-LUX, finanțat de UE, așa cum a declarat echipa imec în știrile revistei "Optics.org, această descoperire poate fi numită o piatră de hotar cheie în direcția laserelor cu injecție cu perovskit și, în viitor, se așteaptă să dea naștere unor scenarii de aplicare foarte atractive în multe domenii, cum ar fi afișarea, proiecția de imagini, detectarea mediului și diagnosticul medical.
În prezent, gama de aplicații a diodelor emițătoare de lumină este extrem de largă, de la televizoare și ecrane de computere obișnuite până la semafoare, iluminat pentru aviație etc., ceea ce a promovat considerabil transformarea tehnologiei moderne de iluminat și detectare. Fiind una dintre tehnologiile de afișare populare în prezent, diodele organice emițătoare de lumină (OLED) sunt utilizate pe scară largă în fabricarea ecranelor digitale pentru televizoare, monitoare de computere, telefoane inteligente și console de jocuri portabile. Principiul lor este de a utiliza polimeri organici cu peliculă subțire ca dispozitive semiconductoare. Cu toate acestea, din cauza condițiilor obiective, cum ar fi materialele luminescente, există o limită superioară a luminozității maxime a OLED-urilor. Imaginați-vă că atunci când suntem la soare, este adesea foarte dificil să vedem conținutul de pe ecranul OLED al unui smartphone.
În acest context, materialele luminescente pe bază de perovskit prezintă avantaje unice. Perovskitul este un tip de oxid de perovskit cu o structură cristalină cubică. Proprietățile sale fizice speciale fac ca potențialul său de aplicare să nu se limiteze la domeniul celulelor solare (în prezent principala direcție de aplicare a perovskitului). În ultimul deceniu, datorită proprietăților sale optoelectronice excelente, caracteristicilor de procesare cu costuri reduse și capacităților eficiente de transfer de sarcină, perovskitul a apărut treptat în domeniul aplicațiilor diodelor emițătoare de lumină și a devenit un material candidat popular care a atras multă atenție.
Deși diodele emițătoare de lumină perovskite (PeLED) au atras multă atenție, acestea se confruntă încă cu provocări. După cum subliniază știrile conexe, deși perovskitele pot rezista la densități mari de curent, acestea nu au atins încă o funcționare cu laser care să emită lumină coerentă de intensitate mare. Profesorul Paul Herremans, cercetător senior la imec și autor corespondent al lucrării de cercetare publicate în Nature Photonics, a declarat: "În cadrul proiectului ULTRA-LUX, imec a introdus pentru prima dată o arhitectură de diode emițătoare de lumină perovskite (PeLED) cu pierderi optice reduse și a adus cu succes aceste PeLED-uri la o densitate de curent care susține emisia stimulată de lumină." Profesorul Herremans a adăugat, de asemenea: "Această nouă arhitectură constă dintr-un strat de transport, un electrod transparent și perovskit ca material activ semiconductor și poate funcționa la o densitate de curent de 3 kiloamperi pe centimetru pătrat, ceea ce este de zeci de mii de ori mai mare decât OLED-urile tradiționale."
„Așadar, ce progrese a realizat această nouă arhitectură? Cu această arhitectură, am îmbunătățit electric emisia spontană amplificată, pe lângă pomparea optică convențională. Am verificat experimental că contribuția injecției electrice la emisia stimulată totală este de până la 13%, ceea ce ne apropie foarte mult de pragul pentru realizarea laserelor cu injecție cu peliculă subțire. Această etapă importantă deschide noi perspective pentru dezvoltarea de diode laser cu peliculă subțire de mare putere și pune o bază solidă pentru noi aplicații ale laserelor perovskite cu peliculă subțire”, explică Robert Gerhar, manager de proiect la imec și autor corespondent al studiului.
