Perovskitové LEDky na safírovém substrátu. Kredit: Imec.

LEDky (Light-emitting diode) svého času přinesly revoluci ve zdrojích osvětlení a elektronice. Využívají se v nepřeberném množství aplikací, od průmyslu až po domácnosti. Běžně se dnes objevují OLEDky, čili organické LEDky, které obsahují tenké polovodičové filmy z organických materiálů.

Paul Heremans. Kredit: P. Heremans.

OLEDky jsou oblíbené třeba v rozmanitých displejích a podobných technologiích. Nejsou špatné, ale mají i svá omezení. Jedním z podstatných je limitovaná maximální jasnost takových diod, což zjistil každý, kdo se pokoušel číst z displeje chytrého telefonu za slunného dne.

To je skvělá příležitost pro nové typy materiálů. Během posledního desetiletí se jako velmi slibné ukazují LEDky z perovskitů, tedy materiálů s unikátní krystalickou strukturou.

Logo. Kredit: Imec.

Háček je v tom, že se perovskitové LEDky, i když vykazují řadu pozoruhodných vlastností, mají problém s dosažením elektricky asistované zesílené spontánní emise záření (Electrically assisted amplified spontaneous emission). Ta je přitom nezbytná k tomu, aby bylo možné vytvořit perovskitové lasery.

Paul Heremans z výzkumného centra Interuniversity Microelectronics Centre (Imec) v belgickém Leuvenu a jeho spolupracovníci v rámci projektu ULTRA-LUX vytvořili nové perovskitové LEDky, kterým říkají PeLEDky. Tyto PeLEDky mají nový typ architektury, průhledné elektrody a jako aktivní polovodičový materiál využívají perovskit. Pracují při hustotě elektrického proudu 3 kiloampéry na centimetr čtvereční, což je několik desítek tisíc krát víc než u konvenčních OLEDek. (Poznámka pro méně obeznámené s problematikou: Jde o proudové hustoty v intervalech v rámci milisekund).

Podle Heremansova kolegy Roberta Gehlhaara jde o významný milník vývoje směrem k vysokoenergetickým tenkofilmovým laserovým diodám. Časem by se měly objevit perovskitové lasery, které nepochybně přinesou řadu zajímavých aplikací.

Video: Synthesizing Perovskite Thin Films for Laser Photoluminescence and LED Applications

Literatura

Imec 4. 1. 2024.

Nature Photonics online 3. 1. 2024.