Un equipo de investigación dirigido por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha desarrollado diodos emisores de luz de fibra a todo color utilizando cables cuánticos de perovskita (PeQW), que se pueden utilizar en dispositivos de visualización y iluminación portátiles. Allanan el camino.
Los diodos emisores de luz de fibra (Fi-LED) destacan como un componente importante en el campo de los LED flexibles debido a su compatibilidad con la fabricación textil y su excelente uniformidad de iluminación espacial. Las perovskitas de halogenuros metálicos (MHP) se han convertido en materiales emisores de luz para LED de próxima generación debido a sus propiedades optoelectrónicas superiores. A pesar del potencial, la fabricación de Fi-LED basados en MHP se ha enfrentado a desafíos como un recubrimiento no uniforme debido a la gravedad y la tensión superficial, cristalización de baja calidad y procesos complejos de deposición de electrodos, todos los cuales son desiguales y dan como resultado. Emisión de luz ineficiente.
Para abordar estos problemas, un equipo de investigación dirigido por el Prof. FAN Zhiyong, profesor titular del Departamento de Ingeniería Electrónica e Informática y del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de HKUST, fabricó plantillas de membrana porosa de alúmina (PAM) sobre finas fibras de aluminio. El método fue adoptado usando PAM, con un tamaño de poro ultrapequeño de aproximadamente 5 nm, se fabricó sobre fibras de aluminio mediante un proceso de recubrimiento con solución rollo a rollo. La solución precursora de MHP se llenó en los canales de PAM, seguido de un procedimiento de recocido circundante para garantizar una evaporación del disolvente espacialmente uniforme y una cristalización de MHP. Este método permite el crecimiento uniforme de matrices de PeQW y minimiza la formación de estructuras de película delgada no deseadas en la superficie de PAM.
El equipo de investigación demostró con éxito la fabricación de Fi-LED a todo color con picos de emisión de 625 nm (rojo), 512 nm (verde) y 490 nm (azul cielo). Las fibras fabricadas mostraron buena flexibilidad y elasticidad, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de iluminación textil. Se exhibieron varias arquitecturas 2D y 3D, incluida una cadena 2D a todo color “I ♥ HKUST”, todas con una excelente uniformidad de fluorescencia. Además, se creó una “escena nocturna” del puerto de Victoria utilizando PeQW con transiciones de color inducidas por gradientes de haluros, destacando la versatilidad y el potencial estético de los Fi-LED.
Este trabajo representa un avance significativo en el campo de los Fi-LED. Los desarrollos futuros pueden centrarse en aumentar la eficiencia y estabilidad de los Fi-LED, explorar nuevas composiciones de perovskita para una gama más amplia de colores de emisión e integrar estos dispositivos en productos textiles comerciales.
“La combinación del efecto de confinamiento cuántico y el paso a través de una estructura de membrana de alúmina porosa en 3D nos permitió lograr eficiencias de fotoluminiscencia y electroluminiscencia excepcionales. Nuestro enfoque innovador para los LED de fibra permite la creación de fuentes de luz estructuradas en 3D no convencionales. Abre nuevas posibilidades para dispositivos portátiles avanzados tecnologías de visualización”, afirmó el profesor Fan.
