Конец выгоранию? Ученые нашли способ продлить жизнь квантовых светодиодов в тысячи раз

Новая технологи позволит сделать телевизоры на базе квантовых точек более долговечными

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) и Южной Кореи разработали метод, который может значительно увеличить срок службы квантово-точечных светодиодов (QD-LED).

Изображение сгенерировано GeminiГлавной проблемой этой технологии является низкая долговечность синих светодиодов. Они позволяют создавать яркие дисплеи с широкой цветовой гаммой и высокой чистотой цвета, но быстрее других компонентов теряют эффективность под воздействием электрического тока. Именно это ограничивало использование технологии в массовых телевизорах, мониторах и других устройствах.

Чтобы понять причины деградации, ученые создали метод наблюдения за работой светодиода в реальном времени. Это позволило впервые подробно изучить, что происходит с разными слоями устройства во время эксплуатации.

Оказалось, что разрушение происходит сразу в нескольких местах. Под воздействием тока постепенно деградируют:

сами квантовые точки, отвечающие за излучение света;

органические материалы внутри конструкции;

транспортный слой из оксидов цинка и магния, который обеспечивает движение электронов и «дырок» — носителей положительного заряда.

Кроме того, исследователи зафиксировали появление водорода и кислорода в процессе работы устройства, однако причины этого явления пока не установлены.

После изучения причин деградации ученые предложили простое решение — защитить квантовые точки тонкой прозрачной оболочкой из акрилового полимера. Такой защитный слой оказался способен значительно замедлить разрушительные процессы внутри устройства.

Эксперименты показали впечатляющий результат:

срок службы красных квантово-точечных светодиодов вырос примерно в 8 раз;

срок службы синих квантово-точечных светодиодов увеличился примерно в 5000 раз.

Исследователи отмечают, что полимерная оболочка работает как защитный барьер: она предотвращает повреждение квантовых точек и соседних материалов во время прохождения электрического тока. Ученые считают, что этот подход можно адаптировать и для других типов светодиодов на основе квантовых точек. В будущем технология может помочь создавать более тонкие и яркие дисплеи с улучшенной цветопередачей и значительно большим сроком службы.