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(Foco Nanowerk) Las perovskitas de haluros metálicos representan una clase emergente de semiconductores de bajo costo con capacidades prometedoras de emisión de luz que podrían permitir la próxima generación de pantallas vibrantes y energéticamente eficientes. Sin embargo, las dificultades de fabricación, eficiencia y estabilidad han bloqueado el camino hacia la comercialización de LED de perovskita (PeLED). Sin resolver estos desafíos pendientes de años de investigación y desarrollo, los PeLED parecían destinados a marchitarse como demostraciones de laboratorio.
Pero ahora, una nueva investigación que integra películas de perovskita con electrónica bidimensional finalmente está brindando soluciones de fabricación. Aprovechando estos avances en materiales y fabricación, investigadores de las universidades de Yonsei y Corea desarrollaron pantallas PeLED integradas de tamaño centimétrico que alcanzan métricas clave a la par o mejores que los estándares existentes. Este trabajo innovador sugiere que pronto podría ocurrir la tan esperada transición de los PeLED de conceptos de laboratorio a pantallas comerciales de próxima generación.
El equipo ha publicado sus resultados. Materiales avanzados (“Pantalla de diodo emisor de luz de perovskita basada en MoS2 “Transistores de película delgada de placa posterior”).
![Estructura del dispositivo de una pantalla PeLED de matriz activa con placa posterior TFT MoS2](https://www.nanowerk.com/spotlight/id64245_1.jpg)
Avances relacionados en dicalcogenuros de metales de transición (TMDC) bidimensionales (2D), como el disulfuro de molibdeno (MoS).2) también han hecho posible avances significativos. Debido a su espesor atómico, la alta movilidad del portador y la capacidad de fabricarse de manera flexible a bajas temperaturas, los TMDC muestran potencial como circuito de control integrado para controlar pantallas PeLED.
Un nuevo estudio de las universidades de Yonsei y Corea aprovechó estos avances e integró píxeles PeLED con MoS.2 Conjuntos de transistores para crear pantallas matriciales totalmente activas con un rendimiento superior. Las mejoras incluyeron el uso de evaporación térmica de fuente única para depositar CsPbBr excepcionalmente uniforme.3 Capas de perovskita en superficies de 49 cm2 e implementación de MoS2 Transistores de película fina (TFT) como placas posteriores robustas de bajo consumo para el control activo de los píxeles LED.
En comparación con demostraciones anteriores a pequeña escala, esta integración heterogénea de nuevos nanomateriales dio como resultado pantallas de escala de 8×8 centímetros con tiempos de respuesta de un milisegundo, sin interferencias visibles entre píxeles y control de brillo en tres órdenes de magnitud. Las películas de perovskita vaporizadas también mostraron una estabilidad impresionante, con una vida útil de más de una hora, incluso sin encapsulación.
Sorprendentemente, el proceso de evaporación simple de fuente única logró propiedades LED equivalentes o mejores en comparación con técnicas más complejas, al tiempo que garantizó la confiabilidad de la película requerida para las pantallas electrónicas. Esto aborda un desafío de fabricación clave que ha frenado el progreso comercial. Gracias a estas innovaciones, los prototipos se comparan bien con las tecnologías de visualización existentes en términos de métricas como pureza del color, brillo y velocidad de conmutación.
Al combinar las ventajas de los circuitos TMDC y los emisores PeLED en sistemas totalmente integrados, esta investigación proporciona una hoja de ruta para las pantallas de próxima generación. Los avances demuestran el potencial de las perovskitas para pasar del laboratorio a las pantallas, monitores y televisores flexibles del mañana. De cara al futuro, el paradigma de integración heterogénea también podría inspirar tecnologías híbridas que combinen otros materiales 2D o puntos cuánticos con las útiles propiedades optoelectrónicas de la perovskita.
Ahora que muchas barreras históricas para la adopción de PeLED en la práctica se han superado elegantemente mediante optimizaciones de materiales y fabricación, esta tecnología parece finalmente lista para el desarrollo comercial, a la espera de mejoras incrementales. Las pantallas de perovskita convencionales podrían estar ampliamente disponibles en unos pocos años, lo que generaría costos más bajos, una calidad de color superior y un menor impacto ambiental en comparación con los estándares existentes.
De
Miguel
Berger
– Michael es autor de tres libros de la Royal Society of Chemistry: Nano-Society: Pushing the Boundaries of Technology, Nanotechnology: The Future is Tiny y Nanoengineering: The Skills and Tools Making Technology Invisible Copyright ©
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