Tim istraživača iz Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) i Humboldt-Universität zu Berlin prvi je put uspio u proizvodnji dioda koje emitiraju svjetlost (LED) od hibridnog perovskitnog poluprovodničkog materijala koristeći inkjet štampu. Ovo otvara vrata širokoj primjeni ovih materijala u proizvodnji mnogih različitih vrsta elektroničkih komponenata. Naučnici su postigli proboj uz pomoć trika:" inokuliranje" (ili zasijavanje) površine specifičnim kristalima.
Mikroelektronika koristi različite funkcionalne materijale čija su svojstva pogodna za određene primjene. Na primjer, tranzistori i uređaji za pohranu podataka izrađeni su od silicija, a većina fotonaponskih ćelija koje se koriste za proizvodnju električne energije iz sunčeve svjetlosti također su trenutno izrađene od ovog poluprovodničkog materijala. Suprotno tome, složeni poluprovodnici poput galijum nitrida koriste se za stvaranje svjetlosti u optoelektronskim elementima kao što su diode koje emitiraju svjetlost (LED). Procesi proizvodnje se takođe razlikuju za različite klase materijala.
Prevazilaženje materijala i metoda lavirint
Hibridni perovskitni materijali obećavaju pojednostavljenje - raspoređivanjem organskih i neorganskih komponenata poluprovodničkog kristala u specifičnu strukturu.&"; Oni se mogu koristiti za proizvodnju svih vrsta mikroelektronskih komponenata mijenjanjem njihovog sastava GG", kaže prof. Emil List-Kratochvil, šef zajedničke istraživačke grupe pri HZB i Humboldt-Universität.
Pored toga, obrada kristala perovskita je relativno jednostavna. GG; Mogu se proizvesti iz tečne otopine, tako da željenu komponentu možete graditi jedan po jedan sloj direktno na podlozi&", objašnjava fizičar.
Prvo solarne ćelije iz inkjet štampača, a sada i diode koje emitiraju svjetlost
Znanstvenici iz HZB-a već su posljednjih godina pokazali da se solarne ćelije mogu tiskati iz rastvora poluprovodničkih smjesa - i danas su svjetski lideri u ovoj tehnologiji. Sada je prvi put zajednički tim HZB-a i HU-a Berlin na ovaj način uspio proizvesti funkcionalne diode koje emitiraju svjetlost. Istraživačka grupa je u tu svrhu koristila metalhalogenidni perovskit. Ovo je materijal koji obećava posebno visoku efikasnost u stvaranju svjetlosti - ali je s druge strane teško obraditi.
GG "Do sada nije bilo moguće proizvesti ove vrste poluprovodničkih slojeva dovoljnog kvaliteta iz tečne otopine GG", kaže List-Kratochvil. Na primjer, LED se mogu tiskati samo iz organskih poluprovodnika, ali oni pružaju samo skromnu osvjetljenost.&"Izazov je bio kako učiniti da prekurzor sličan soli koji smo ispisali na podlogu kristalizira brzo i ravnomjerno upotrebom neke vrste atraktanta ili katalizatora GG", objašnjava naučnik. Tim je u tu svrhu odabrao kristal sjemena: kristal soli koji se pričvrsti na podlogu i pokreće stvaranje rešetke za naredne slojeve perovskita.
Znatno bolje optičke i elektroničke karakteristike
Na taj su način istraživači stvorili štampane LED diode koje posjeduju daleko veću osvjetljenost i znatno bolja električna svojstva nego što se prethodno moglo postići postupcima aditivne proizvodnje. Ali za List-Kratochvila, ovaj je uspjeh samo posredni korak na putu ka budućoj mikro- i optoelektronici za koju vjeruje da će se temeljiti isključivo na hibridnim perovskitnim poluprovodnicima.&"Prednosti koje nudi jedna univerzalno primjenjiva klasa materijala i jedan isplativ i jednostavan postupak za proizvodnju bilo koje vrste komponenata zapanjujuće su GG", kaže znanstvenik. Stoga planira na kraju proizvesti sve važne elektroničke komponente na ovaj način u laboratorijima HZB-a i HU-a Berlin.
