El nitruro de carbono fluorado permite una electroluminiscencia blanca de alta eficiencia

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Optoelectrónica y sus derivados
• Iluminación de estado sólido

Sus antecedentes:

• Los diodos emisores de luz blancos comerciales (WLED) a menudo usan múltiples fósforos, lo que lleva a riesgos fotobiológicos y una mala representación del color.
• Existe una demanda significativa de WLED de un solo componente que emiten luz similar a la natural para mejorar la iluminación interior.
• Los WLED de un solo componente existentes son raros y a menudo carecen de la eficiencia y la calidad requeridas para una adopción generalizada.

Objetivo del estudio:

• Demostrar WLED de un solo componente de alta eficiencia que utilicen un nuevo material de nitruro de carbono fluorado (FCN).
• Investigar el impacto de la fluoración en las propiedades fotofísicas y electrónicas del nitruro de carbono para la emisión de luz blanca.
• Para lograr una emisión de luz blanca de banda ancha con una excelente representación del color y una alta eficiencia cuántica externa.

Principales métodos:

• Nitruro de carbono fluorado (FCN) sintetizado mediante un proceso de polimerización térmica en un solo paso.
• Caracterizó el rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY) y las propiedades electrónicas (movilidad de electrones y agujeros) del FCN sintetizado.
• Dispositivos WLED de un solo componente fabricados y optimizados que utilicen FCN como capa emisora.

Principales resultados:

• Se logró un rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY) del 65% para FCN, atribuido a la reducción de la relajación de electrones vibratorios.
• Mejora de la movilidad del electrón y del agujero en 600 y 2,5 veces, respectivamente, debido a la estructura donante-aceptora construida en FCN.
• Se ha demostrado la electroluminiscencia de la luz blanca con coordenadas CIE (0,28, 0,38) y una eficiencia cuántica externa récord del 3,2% para los LED de un solo componente.

Conclusiones:

• El nitruro de carbono fluorado es un material prometedor para el desarrollo de LED de alto rendimiento de un solo componente.
• Los WLED basados en FCN desarrollados ofrecen una solución potencial para la iluminación interior similar a la natural, superando las limitaciones de los WLED convencionales.
• Las capas emisoras monolíticas de bajo costo basadas en nitruro de carbono muestran un potencial significativo para la tecnología WLED de próxima generación.