Bilim insanları, atomik seviyede yapılandırılmış yeni kuantum noktalarını kullanarak yüzde 24,7 daha yüksek verimliliğe sahip saf mavi ışık yayan LED’ler üretti.
Curtin Üniversitesi’nde yapılan yeni bir araştırmayla çevre dostu ekran teknolojisinde önemli bir adım atıldı. Bilim insanları, televizyonlardan akıllı telefonlara, sanal gerçeklik başlıklarından enerji tasarruflu aydınlatmalara kadar birçok alanda kullanılabilecek yüksek verimli ve kararlı mavi kuantum nokta LED’ler (QLED’ler) geliştirdi. Üstelik bu teknoloji, zararlı ağır metaller içermiyor.
Çalışmanın baş yazarı Curtin Üniversitesi Moleküler ve Yaşam Bilimleri Fakültesi’nden Doçent Dr. Guohua Jia, QLED’lerin geleneksel LED’lere göre daha yüksek parlaklık, renk doğruluğu, uzun ömür ve enerji verimliliği sunduğunu belirtti. Ancak şimdiye kadar kadmiyum gibi toksik maddeler olmadan kararlı ve verimli mavi QLED’ler üretmek büyük bir zorluktu.
Araştırma ekibinin geliştirdiği yeni nesil kuantum noktaları, geleneksel kadmiyum bazlı QLED’lerle eşdeğer hatta daha üstün performans gösterirken daha güvenli ve sürdürülebilir bir çözüm sunuyor. Yeni kuantum noktalarının yüzde 24,7 gibi olağanüstü bir verimlilikle saf ve canlı mavi ışık yaydığı belirtiliyor. Bu oran, mavi QLED’ler için kaydedilen en yüksek verimliliklerden biri. Aynı zamanda yaklaşık 30 bin saatlik bir kullanım ömrüne sahip olan bu teknoloji, ekranlarda daha uzun ömürlü ve çevre dostu çözümler sunma potansiyeli taşıyor.
Bu başarı, kuantum noktalarının atomik düzeyde yapısını optimize ederek elde edildi. Araştırmacılar, kuantum noktalarının içinde oluşabilecek ışık yayılımını engelleyen faktörlerin sayısını azaltarak daha homojen bir yapı oluşturdu. Bu yaklaşım, parlaklığı ve kararlılığı önemli ölçüde artırdı.
Bu yeni keşfin, ışık üreten veya ışık kullanan tüm cihazları etkileyebileceğini belirten Doçent Dr. Jia, çalışmanın ekran teknolojisinin geleceğini şekillendirebilecek önemli bir adım olduğunu söyledi.
Bu teknoloji, ZnSeTeS (Çinko-Selenyum-Tellür-Kükürt) bazlı kuantum noktalarından yararlanıyor. Kadmiyum içermeyen önceki mavi kuantum noktalarında renk saflığı düşük ve kararlılık zayıftı. Bunun başlıca sebebi, tellüryum atomlarının düzensiz bir şekilde kümelenerek ışık verimliliğini düşüren kusurlar oluşturmasıydı. Araştırmacılar, bu sorunu izolelektronik kontrol stratejisi ile çözdü. Kükürt elementi, tellüryum atomlarının çevresindeki yük dağılımını düzelterek kusurların oluşumunu engelledi.
Bu sayede, kuantum noktaları daha homojen hale gelirken 460 nm dalga boyunda saf mavi ışık yayan QLED’ler üretildi. Harici kuantum verimliliği yüzde 24,7’ye ulaştı ve ışık saflığını belirten bant genişliği 17 nm’ye düştü. 100 cd/cm² parlaklık seviyesinde yaklaşık 30 bin saatlik bir kullanım ömrüne ulaşan bu yeni nesil QLED’ler, şu anda piyasada bulunan kadmiyum bazlı mavi QLED’ler ile rekabet edebilecek çevre dostu bir alternatif sunuyor. Bu keşif, ekran teknolojisinde yeni bir dönemin kapılarını aralarken, daha parlak, uzun ömürlü ve çevre dostu ekranların önünü açma potansiyeline sahip.
Kaynak: Curtin University
