Entdecken Sie den Durchbruch in der LED-Beleuchtung.
LEDs sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil des modernen Lebens geworden, von riesigen Fernsehbildschirmen bis hin zu Glühbirnen für den Haushalt.
Allerdings weisen nicht alle LED-Materialien dieselbe Struktur und dieselben Eigenschaften auf. Neben gängigen Typen wie OLED oder QLED gibt es komplexere LED-Materialien, von denen einige sogar nichtleitend sind. Gerade diese Materialgruppe hat in den letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf sich gezogen.
Kürzlich veröffentlichte ein Forschungsteam des Cavendish-Labors an der Universität Cambridge eine bahnbrechende Entdeckung, die verspricht, unsere Sichtweise auf die LED-Technologie völlig zu verändern.
Laut einer in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie ist es Wissenschaftlern gelungen, Strom durch winzige, normalerweise nicht leitfähige Isolierpartikel zu leiten. Diese Partikel bestehen aus verschiedenen Elementen, darunter auch Seltenerdmetalle wie Neodym und Ytterbium.
Diese Entdeckung dürfte neue Wege für die LED-Technologie im Allgemeinen eröffnen.
Forscher berichten, dass diese Partikel, sogenannte isolierende Lanthanid-Nanopartikel (LnNPs), unter Lichteinwirkung hell leuchten. Ihre elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, stellte jedoch bisher eine große Herausforderung dar. Frühere Untersuchungen zeigten, dass eine elektrische Ladungsübertragung auf die Lanthanidionen im Inneren in der Regel nur bei extrem hohen Temperaturen oder Spannungen möglich ist.
Um dieses Problem zu lösen, hybridisierte das Forschungsteam die Partikel. Sie kombinierten organische Farbstoffmoleküle vom Typ 9-ACA mit LnNP-Nanopartikeln, wodurch die Oberflächenisolatoren der Partikel ersetzt werden konnten. Dies ermöglicht die Aufladung der Partikel mittels dreifacher Energieübertragung.
Funktionsmechanismus
Laut der Studie ist die größte Hürde für die elektrische Anregung von LnNP-Nanopartikeln deren Energielücke. Bisher beschränkte dies die Anwendung dieser Partikel auf die Tiefengewebsbildgebung, die ohne elektrische Energie auskommt.
Durch den Austausch der Oberflächenisolatoren ist es den Forschern jedoch gelungen, dieses Kernproblem zu überwinden und damit die Möglichkeit zu eröffnen, diese Partikel in einem breiteren Spektrum von LED-Anwendungen einzusetzen.
Nach den vorgenommenen Modifikationen konnten die Wissenschaftler Elektronen in die organische Schicht pumpen und so ein sogenanntes „Exziton“ bilden. Von dort wird Energie auf die Lanthanidionen übertragen, wodurch diese nahezu reines Nahinfrarotlicht (NIR) aussenden können.
Die Leistung und die Schmalbandigkeit dieser Leuchte sind sogar besser als die der meisten anderen organischen NIR-LEDs.
Forscher glauben, dass diese neuen Ln-LEDs viele Möglichkeiten für hybride Optoelektronik in biomedizinischen Geräten eröffnen, insbesondere in Tiefenbildgebungsanwendungen mit dem Potenzial für geringeres Farbverblassen.
Ob dieser Durchbruch dieselbe Wirkung wie frühere Forschungen zur Erhöhung der Sicherheit von Röntgenstrahlen haben wird, bleibt abzuwarten. Er eröffnet jedoch zweifellos viele neue Möglichkeiten. Die Forscher geben an, die Helligkeit dieser neuen Hybrid-LEDs noch weiter verbessern zu wollen.
Die aktuelle Methode lässt sich jedoch problemlos auf andere Isolatoren ausweiten, was weitere Tests ermöglicht.
Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/buoc-dot-pha-trong-cong-nghe-led-co-the-thay-doi-moi-thu-20260106004919045.htm
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