Tim ta' riċerkaturi mill-Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) u Humboldt-Universität zu Berlin irnexxielhom għall-ewwel darba jipproduċu dijodi li jarmu d-dawl (LEDs) minn materjal ibridu tas-semikondutturi perovskite bl-użu tal-istampar bl-inkjet. Dan jiftaħ il-bieb għall-applikazzjoni wiesgħa ta 'dawn il-materjali fil-manifattura ta' ħafna tipi differenti ta 'komponenti elettroniċi. Ix-xjentisti kisbu l-avvanz bl-għajnuna ta' trick: "inokulazzjoni" (jew żrigħ) tal-wiċċ bi kristalli speċifiċi.
Il-mikroelettronika tuża diversi materjali funzjonali li l-proprjetajiet tagħhom jagħmluhom adattati għal applikazzjonijiet speċifiċi. Pereżempju, it-trażisturi u t-tagħmir għall-ħżin tad-data huma magħmula mis-silikon, u l-biċċa l-kbira taċ-ċelloli fotovoltajċi użati għall-ġenerazzjoni tal-elettriku mid-dawl tax-xemx bħalissa huma wkoll magħmula minn dan il-materjal semikonduttur. B'kuntrast ma' dan, semikondutturi komposti bħan-nitrid tal-gallju jintużaw biex jiġġeneraw dawl f'elementi ottoelettroniċi bħal dajowds li jarmu d-dawl (LEDs). Il-proċessi ta' manifattura huma differenti wkoll għad-diversi klassijiet ta' materjali.
It-traxxendenza tal-materjali u l-metodi tal-qamħirrum
Il-materjali ibridi perovskite jwiegħdu s-simplifikazzjoni – billi jirranġaw il-komponenti organiċi u inorganiċi tal-kristall semikondutturi fi struttura speċifika. "Jistgħu jintużaw għall-manifattura ta' kull tip ta' komponenti mikroelettroniċi billi jimmodifikaw il-kompożizzjoni tagħhom", jgħid Prof. Emil List-Kratochvil, kap ta' Grupp Konġunt ta' Riċerka f'HZB u Humboldt-Universität.
Barra minn hekk, l-ipproċessar tal-kristalli perovskite huwa komparattivament sempliċi. "Jistgħu jiġu prodotti minn soluzzjoni likwida, sabiex tkun tista 'tibni l-komponent mixtieq saff wieħed kull darba direttament fuq is-sottostrat", tispjega l-fiżiku.
L-ewwel ċelloli solari minn printer inkjet, issa dijodi li jarmu d-dawl ukoll
Ix-xjentisti f'HZB diġà wrew f'dawn l-aħħar snin li ċ-ċelloli solari jistgħu jiġu stampati minn soluzzjoni ta 'komposti semikondutturi - u huma mexxejja dinjija f'din it-teknoloġija llum. Issa għall-ewwel darba, it-tim konġunt ta' HZB u HU Berlin irnexxielu jipproduċi dijodi funzjonali li jarmu d-dawl b'dan il-mod. Il-grupp ta' riċerka uża perovskite tal-alid tal-metall għal dan il-għan. Dan huwa materjal li jwiegħed effiċjenza partikolarment għolja fil-ġenerazzjoni tad-dawl - iżda min-naħa l-oħra huwa diffiċli li jiġi pproċessat.
"S'issa, ma kienx possibbli li jiġu prodotti dawn it-tipi ta' saffi semikondutturi bi kwalità suffiċjenti minn soluzzjoni likwida", jgħid List-Kratochvil. Pereżempju, l-LEDs jistgħu jiġu stampati biss minn semikondutturi organiċi, iżda dawn jipprovdu biss luminożità modesta. "L-isfida kienet kif nistgħu nikkaġuntaw il-prekursur qisu melħ li stampajna fuq is-sottostrat biex nikkristalizzaw malajr u b'mod uniformi billi nużaw xi tip ta' attrazzjoni jew katalizzatur", jispjega x-xjentist. It-tim għażel kristall taż-żerriegħa għal dan il-għan: kristall tal-melħ li jeħel mas-sottostrat u jqanqal il-formazzjoni ta' grilja għas-saffi sussegwenti tal-perovskite.
Karatteristiċi ottiċi u elettroniċi aħjar b'mod sinifikanti
B'dan il-mod, ir-riċerkaturi ħolqu LEDs stampati li għandhom luminożità ferm ogħla u proprjetajiet elettriċi konsiderevolment aħjar milli setgħu jinkisbu qabel bl-użu ta' proċessi ta' manifattura addittivi. Iżda għal-Lista-Kratochvil, dan is-suċċess huwa biss pass intermedju fit-triq lejn mikro u optoelectronics futuri li jemmen li se jkun ibbażat esklussivament fuq semikondutturi ibridi perovskite. "Il-vantaġġi offruti minn klassi waħda applikabbli universalment ta' materjali u proċess wieħed kosteffettiv u sempliċi għall-manifattura ta' kwalunkwe tip ta' komponent huma impressjonanti", jgħid ix-xjentist. Għalhekk qed jippjana li eventwalment jimmanifattura l-komponenti elettroniċi importanti kollha b'dan il-mod fil-laboratorji ta' HZB u HU Berlin.
