| 新興納米材料，打造高效LED[] |
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發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）具有散發(fā)熱量少、運(yùn)行效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，近10年逐漸成為照明領(lǐng)域較為主要的光源器件。但LED也有它的局限性，比如在一定程度上，增加LED的電量會(huì)使其發(fā)光更加明亮，但很快亮度就會(huì)降低，使得LED的效率非常低。
這種被業(yè)界稱(chēng)為“效率下降”的問(wèn)題，阻礙了LED在從通信技術(shù)到殺毒等許多有前景領(lǐng)域的應(yīng)用。所以一直以來(lái)，科學(xué)家們也在尋找新材料來(lái)制造更高效、壽命更長(zhǎng)的LED，并希望其可以應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。
近日，LED新材料的尋找取得了新進(jìn)展——美國(guó)能源部（DOE）阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等的研究人員制備出一種穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶體LED。
鈣鈦礦是一類(lèi)具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料，吸光性和發(fā)光性良好，可用于一系列節(jié)能應(yīng)用，比如太陽(yáng)能電池和各種探測(cè)器。但在新型LED材料測(cè)試中，其顯示的穩(wěn)定性較差。于是，研究小組將納米晶體穩(wěn)定在一種稱(chēng)為金屬有機(jī)框架（簡(jiǎn)稱(chēng)MOF）的多孔結(jié)構(gòu)中。
在MOF中結(jié)合鈣鈦礦納米晶體的嘗試曾經(jīng)以粉末形式展示過(guò)，但這是第一次成功將其集成到LED。新方法中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在MOF矩陣內(nèi)制造納米晶體來(lái)穩(wěn)定納米晶體，就像用鐵絲網(wǎng)圍住網(wǎng)球一樣。他們使用框架中的鉛節(jié)點(diǎn)作為金屬前體，使用鹵化物鹽作為有機(jī)材料。
陳根：新興納米材料，打造高效LED
陳根：新興納米材料，打造高效LED
鹵化物鹽溶液含有甲基溴化銨，它可以與骨架中的鉛反應(yīng)，以此產(chǎn)生的基質(zhì)會(huì)使納米晶體保持分離，防止納米晶體相互作用和降解。這種方法基于溶液涂層方法，遠(yuǎn)低于用于制造當(dāng)今廣泛使用的無(wú)機(jī)LED的真空處理方法。
此外，MOF穩(wěn)定LED可以制造為產(chǎn)生明亮的紅色、藍(lán)色和綠色光，以及每種顏色的不同色調(diào)，首次證明了在MOF中穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶體將產(chǎn)生一系列顏色明亮、穩(wěn)定的LED。
在紫外線輻射、高熱和電場(chǎng)等耐久性測(cè)試中，該材料均可高效作業(yè)，沒(méi)有降低和失去其光檢測(cè)和發(fā)光效率，這是電視和輻射探測(cè)器等實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵條件。未來(lái)，期待該發(fā)現(xiàn)能最大限度有益于人們的生產(chǎn)、生活。 |
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