kavitets förstärkta perovskit-optoelektroniska-dioder
- Diarienummer
- SIP21-0151
- Projektledare
- Gao, Feng
- Start- och slutdatum
- 221101-271031
- Beviljat belopp
- 3 125 000 kr
- Förvaltande organisation
- Linköping University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Metall-halid-perovskiter är en framväxande familj av hybridhalvledare som uppvisar unika egenskaper som gör dem till mycket lovande för optoelektroniska applikationer. Huvudmålen här är att utveckla nya material och tillverkningsmetoder för att realisera starka perovskit-LED:er genom att förena de aktiva materialen med resonanskavitet. Det nya i detta program är: 1) Utveckla nya perovskiter som är kompatibla med termisk nanolitografi (NIL); 2) Utveckla nya typer av perovskit-LED:er med förbättrad prestanda. Vi kommer att fokusera på förståelsen av grundläggande egenskaper och deras betydelse för operativa dioder – LED:er, men även fotodioder, vilka kan skapas med en liknande design. Dessa dioder är viktiga byggstenar för en mängd applikationer - skärmar, sändtagare, LIDAR, Face ID, etc. Detta djupt sammanflätade bilaterala projekt görs genom att kombinera de senaste genombrotten hos svenska och israeliska grupper. Den samlade kompetensen från Sverige och Israel är avgörande för omvälvande framsteg inom fältet. Detta projekt kommer att uppnå ett nytt paradigm för resonanskavitets-förstärkta lysdioder och fotodioder, vilket bidrar till ett brett spektrum av optoelektroniska applikationer. Genom välplanerade utbyten och maximal synergi strävar vi också efter att främja tekniska framsteg och kunskapsutbyten mellan forskare i Sverige och Israel, med fördelar som sträcker sig bortom projektets tematiska och tidsmässiga omfattning.
Populärvetenskaplig beskrivning
Ljusemission och detektering baserad på tunnfilmsteknik finns överallt i vårt dagliga liv, tillexempel i mobiltelefoner, TV-apparater, smarta apparater, självkörande bilar etc. Det är ett ständigt mål att förbättra nuvarande teknik för att sänka tillverkningskostnader och utöka funktioner för nya möjligheter. Jämfört med dagens mainstream-teknik som är baserad på högvakuum epitaxi verkar lösningsprocessade material vara lovande för nästa generations material och de kan komma att dominera den framtida marknaden för ljusemission och detektion. Den senaste tidens framsteg inom olika optoelektroniska tillämpningar har gjort metall-halid-perovskiter till "game changers" för lösningsprocessade halvledarmaterial för ljusemission och detektion. Vi förutspår att perovskitbaserade ljuskällor och detektorer kan bli de viktigaste byggstenarna för en mängd olika tillämpningar - skärmar, belysning, LIDAR, face-ID, sändtagare etc. Eftersom dessa applikationer är vanliga kan effekten av att minska kostnader och öka energieffektiviteten vara dramatisk och sträcka sig utöver de omedelbara konsekvenserna. De lägre kostnaderna skulle till exempel kunna underlätta för fattiga regioner och utvecklingsländer att implementera den senaste tekniken. Den högre effektiviteten kan minska energiförbrukningen och därmed minska koldioxidutsläppen och bidra i kampen mot klimatförändringar och global uppvärmning. Vi avser att förena de israeliska och svenska teamens expertis för att utveckla en serie nya dioder baserade på metall-halid-perovskiter: resonankavitets-lysdioder (RCLED:er) och resonanskavitets-förbättrade fotodioder (RCEPD:er). Integrationen av resonanskaviteter och perovskiter gör det möjligt att kontrollera de resulterande diodernas egenskaper och förbättra deras prestanda, vilket gör dem mer användbara och lämpliga för användning i verkliga applikationer. RCLED:er uppvisar starkare och mer kollimerad emission, liksom bättre energieffektivitet, än konventionella lysdioder. Dessa förbättrade egenskaper är mycket viktiga för en mängd tillämpningar (t.ex. skärmar, belysning etc.) och kan leda till erkännande av perovskit baserade ljusemitterande dioder som en livskraftig teknik i branschen. Dessutom förväntas framgång inom detta projekt också leda till ett stort steg mot världens första lösningsprocessade elektriskt pumpade laser, som kommer att vara den ledande tekniken i framtida billiga avancerade smarta elektronikapplikationer som ansiktsigenkänning och LiDAR.