LED tidak mungkin mengubah layar, pencahayaan, dan elektronik.

Para peneliti di Universitas Cambridge telah mendemonstrasikan jenis baru LED tidak mungkinSebuah perangkat yang mampu membuat nanopartikel isolasi memancarkan cahaya ketika dialiri listrik. Terobosan ini dipublikasikan dalam jurnal tersebut. Alam dan disebarluaskan oleh universitas melalui ScienceDailyMeskipun masih dalam tahap laboratorium, teknologi ini dapat membuka jalan bagi layar yang lebih presisi, sensor optik, komunikasi berbasis cahaya, dan peralatan medis yang mampu melihat lebih dalam ke dalam jaringan biologis. Pelajari lebih lanjut:

Baca juga: memahami Apa itu Micro LED?, mencari tahu Teknologi Micro RGB untuk layar dan melihat Monitor Odyssey OLED G5 diluncurkan di Brasil..

Mengapa disebut "mustahil"?

Nama tersebut berasal dari hambatan utama yang berhasil diatasi oleh para ilmuwan: nanopartikel yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah isolator listrikSederhananya, ini berarti bahwa material tersebut tidak mudah menghantarkan arus listrik. Dan, jika suatu material tidak menghantarkan listrik, biasanya material tersebut bukanlah dasar yang baik untuk LED, karena LED tradisional bergantung pada injeksi muatan listrik untuk menghasilkan cahaya.

Partikel-partikel ini disebut nanopartikel yang didoping lantanidaPartikel magnetik tingkat rendah (LnNPs), atau LnNPs, sudah dikenal karena memancarkan cahaya yang sangat stabil dengan spektrum yang sangat sempit dan tanpa efek yang tidak diinginkan seperti kedipan atau degradasi cepat. Masalahnya adalah, hingga saat ini, kualitas ini sulit diterapkan pada perangkat elektronik yang ditenagai langsung oleh tegangan rendah.

Cara kerja LED baru

Solusi yang ditemukan oleh tim di Laboratorium Cavendish di Cambridge adalah dengan menggunakan molekul organik sebagai semacam jembatan energi. Para peneliti menempelkan molekul yang disebut [nama molekul hilang] ke permukaan nanopartikel. asam 9-antrasenakarboksilat, atau 9-ACA, yang digambarkan dalam penelitian tersebut sebagai "antena molekuler".

Alih-alih mencoba memaksakan arus listrik melalui nanopartikel isolasi, perangkat ini menyuntikkan muatan ke dalam molekul organik. Molekul-molekul ini menangkap energi listrik dan memasuki keadaan tereksitasi yang dikenal sebagai... tiga kali lipat dan mentransfer energi ini ke ion lantanida di dalam nanopartikel. Dari situ, material tersebut memancarkan cahaya.

Menurut artikel yang diterbitkan di AlamPendekatan ini memungkinkan terciptanya LED berbasis LnNP dengan tegangan penggerak sekitar... 5 volt, emisi yang sangat sempit dalam spektrum elektromagnetik dan efisiensi kuantum eksternal yang unggul untuk 0,6% pada jendela inframerah dekat (NIR-II). Publikasi Universitas Cambridge juga menyoroti bahwa transfer energi triplet ke nanopartikel dapat terjadi dari 98% efisiensi.

Apa itu cahaya inframerah dekat (NIR-II)?

NIR-II adalah pita inframerah dekat yang tidak terlihat oleh mata manusia, tetapi sangat berguna untuk aplikasi ilmiah dan medis. Salah satu alasannya adalah jenis cahaya ini dapat menembus jaringan biologis dengan hamburan yang lebih sedikit daripada panjang gelombang tampak, yang dapat meningkatkan teknik pencitraan dan penginderaan.

Dalam praktiknya, LED dengan emisi yang sangat murni dan terkontrol dalam rentang ini dapat berguna dalam peralatan yang perlu menerangi atau mendeteksi sinyal optik dengan presisi tinggi. Ini termasuk perangkat pencitraan biomedis, sensor, sistem komunikasi optik, dan komponen untuk elektronik canggih.

Mengapa hal ini dapat memengaruhi layar dan perangkat elektronik?

Dampak paling langsungnya bukanlah mengganti layar ponsel Anda besok. Penelitian ini masih dalam tahap pembuktian konsep. Meskipun demikian, temuan ini relevan karena menunjukkan cara baru untuk mengubah material yang sebelumnya dianggap sulit untuk dialiri listrik menjadi pemancar cahaya yang dapat dikontrol.

• Layar dan tampilan: Emisi yang sangat sempit dapat bermanfaat dalam teknologi yang membutuhkan warna atau panjang gelombang yang sangat presisi, meskipun pendekatan ini masih perlu diadaptasi untuk penggunaan komersial.
• Pencahayaan khusus: LED yang memancarkan cahaya dalam rentang tertentu dapat bermanfaat dalam sains, industri, sensor, dan peralatan optik.
• Kedokteran dan pencitraan: Cahaya NIR-II mungkin bermanfaat untuk perangkat yang perlu melihat struktur di bawah permukaan jaringan.
• Komunikasi optik: Panjang gelombang yang terdefinisi dengan baik sangat penting untuk mengirimkan dan membaca sinyal dengan lebih sedikit gangguan.
• Elektronik hibrida: Metode ini menggabungkan material organik dan anorganik, yang dapat menginspirasi arsitektur baru untuk perangkat optoelektronik.

Poin penting lainnya adalah kemungkinan untuk menyesuaikan emisi cahaya dengan mengubah jenis dan konsentrasi lantanida yang digunakan dalam nanopartikel. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi tersebut dapat dimodulasi untuk berbagai aplikasi, alih-alih terpaku pada satu warna atau rentang emisi saja.

Teknologi ini belum siap untuk menjangkau konsumen.

Terlepas dari julukannya yang menarik, "LED yang mustahil" tidak boleh dipahami sebagai layar revolusioner yang siap menggantikan OLED, Mini LED, atau Micro LED. Studi ini menunjukkan mekanisme fisik dan perangkat laboratorium yang fungsional, tetapi masih ada tantangan penting sebelum aplikasi komersial apa pun: daya tahan, skala produksi, biaya, integrasi dengan sirkuit yang ada, dan efisiensi akhir dalam produk nyata.

Meskipun demikian, penemuan ini signifikan karena mengatasi hambatan yang dianggap mendasar: mengaktifkan secara elektrik bahan isolasi yang memiliki sifat optik yang sangat baik. Jika teknik ini berkembang, ia dapat menjadi alat baru untuk mendesain LED khusus, sensor medis, sumber cahaya kompak, dan komponen untuk generasi elektronik mendatang.

Ringkasan: perubahan apa saja yang terjadi

• Para peneliti telah menciptakan LED menggunakan nanopartikel isolasi yang diberi doping lantanida.
• Molekul organik bertindak sebagai "antena" yang menangkap muatan listrik dan mentransfer energi ke nanopartikel.
• Perangkat ini memancarkan cahaya yang sangat murni dalam rentang inframerah dekat (NIR-II).
• Teknologi dapat bermanfaat bagi pencitraan medis, sensor, komunikasi optik, tampilan khusus, dan elektronik hibrida.
• Ini masih penelitian laboratorium, tanpa jadwal pasti untuk produk komersial.

Lihat videonya

Lihat juga

Fontes: ScienceDaily/Universitas Cambridge e Alam.