MIT увеличил срок службы светодиодов на квантовых точках в 5000 раз

Ученые MIT разработали метод продления срока службы светодиодов на квантовых точках. Инкапсуляция в акрилатную смолу увеличила долговечность синих QD-LED в 5000 раз, что открывает путь к их коммерческому применению в дисплеях.

Исследователи изучили процессы деградации внутри QD-светодиодов на наноуровне. Они разрезали устройства на ультратонкие срезы и исследовали их мощными микроскопами. Анализ показал: три функциональных слоя синих светодиодов разрушаются во время работы. Квантовые точки — наноразмерные полупроводниковые частицы — сливаются друг с другом и теряют форму.

Причиной деградации стало выделение избыточного водорода и кислорода. Эти элементы разрушают структуру слоев и меняют их морфологию. Команда MIT применила покрытие из акрилатной смолы для защиты устройств. Метод подавил выделение разрушительных элементов и стабилизировал работу светодиодов.

Срок службы красных QD-LED вырос в 8 раз, синих — более чем в 5000 раз. Это решает главную проблему коммерциализации технологии. Синие светодиоды работали в 50-100 раз меньше красных и зеленых аналогов. Телевизор с такими компонентами выходил из строя через несколько месяцев.

Технология квантовых точек уже используется в премиальных дисплеях Samsung QLED. Но там применяется менее эффективная схема без прямого электрического возбуждения. Стартап QD Vision, основанный учеными MIT, был куплен Samsung в 2016 году. Новое открытие позволит создавать более энергоэффективные дисплеи для телевизоров, смартфонов и VR-гарнитур.