Wetenschappers van Queen's University Belfast hebben als onderdeel van een internationaal team gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuw proces, die zou kunnen leiden tot een nieuwe generatie high-definition (HD), de weg vrijmaken voor helderder, lichtere en energiezuinigere tv's en slimme apparaten.

De wetenschappers van de koningin hebben samengewerkt met een team van experts uit Zwitserland (ETH Zürich, Empa - Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie), VS (Florida State University) en Taiwan (National Taiwan University of Science and Technology, Nationaal Synchrotron Radiation Research Centre).

De bevindingen van het team, die zijn gemeld in wetenschappelijke vooruitgang , onthullen dat wanneer kwantumstippen - kleine vlekjes halfgeleider die worden gewaardeerd om hun heldere kleuren - bij elkaar worden geclusterd, ze meer fluorescerend zijn, met een grote verscheidenheid aan kleuren.

Door het project, kwantumdots met methylammoniumloodbroom (MAPbBr3) werden gecreëerd. De experts ontdekten dat door het creëren van lamellaire structuren - fijne lagen, afwisselend tussen verschillende materialen - de reactie van het menselijk oog op het zichtbare licht was erg hoog. Dit betekent dat het materiaal veel van het licht dat het absorbeerde opnieuw uitstraalde en dat er zeer heldere kleuren werden gecreëerd. Het team heeft deze procesaggregatie-geïnduceerde emissie (AIE) genoemd.

Het team van de Queen's University wordt geleid door dr. Elton Santos van de School of Mathematics and Physics.

Dr. Santos zei:"Door deze onderzoeksontdekking, we verwachten dat het aantal kleuren dat een display kan weergeven met meer dan 50 procent kan worden verhoogd. In praktijk, dit betekent dat we mogelijk een nieuw type "high-definition" hebben vanwege het aantal kleurencombinaties dat het materiaal kan weergeven. Daarom, de volgende HD-generatie is net zo dichtbij als drie tot vier jaar verwijderd."

Professor Chih-Jen Shih die de kwantumstippen creëerde en het onderzoek leidde bij ETH Zürich, merkte op:"Normaal gesproken is de kwantumopbrengst, die de helderheid bepaalt, degradeert aanzienlijk naarmate kwantumdots aggregeren, kristallijne vaste stoffen vormen. Echter, onze onderzoeken tonen aan dat heldere niveaus haalbaar zijn vanwege het nieuwe fotonische proces dat we hebben ontdekt en dat we aggregatie-geïnduceerde emissie (AIE) hebben genoemd."

Dr. Santos zei:"Dit AIE-proces kan een revolutie teweegbrengen in de kwaliteit van de kleuren in tv's omdat de basiskleuren rood zijn, blauw en groen. Met behulp van AIE kunnen we de helderste groene kleur creëren die ooit door een nanomateriaal is bereikt. Zodra dit felle groen is geïntegreerd met de andere twee kleuren, het aantal nieuwe kleurencombinaties zou groter kunnen zijn dan wat momenteel mogelijk is. De nieuwste QD-technologie, die op het punt staat op de markt te komen, maakt een miljard kleuren mogelijk, dat is 64 keer meer dan de gemiddelde tv. Echter, wat met behulp van het proces dat we hebben ontdekt, we kunnen dit zelfs nog beter maken."

Professor Shangchao Lin, die het onderzoek leidde aan de Florida State University, zei:"Onze bevindingen tonen ook aan dat de perovskiet-nanokristallen extreem snel licht uitstralen en zeer energiezuinig zijn. Dit betekent een vermindering van het elektriciteitsverbruik, en consistente kleurexpressie gedurende een lange levensduur."

De onderzoekers zijn momenteel op zoek naar vergelijkbare processen voor blauwe en rode kleuren, zodat ze de "heilige graal" van schermweergaven kunnen creëren, die alle kleuren zou nabootsen die door het menselijk oog kunnen worden vastgelegd.

In termen van tijdschema's, Professor Shih zegt dat het onderzoek bijna klaar is voor commercialisering:"De resterende taken zullen zijn om de stabiliteit van deze verbindingen te verbeteren en ervoor te zorgen dat ze hoge temperaturen kunnen doorstaan, vochtigheid en elektrische energie wordt toegepast."