С. В. Дайнеко, М. А. Звайгзне,
П. А. Линьков, И. Л. Мартынов

Научный руководитель - А. А. Чистяков

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИЗЛУЧЕНИЯ СИНИХ СВЕТОДИОДОВ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В МАТРИЦЕ
ОРГАНИЧЕСКОГО ПОЛИМЕРА

В работе представлены результаты исследования оптических свойств пленок полиметилметакрилата, допированных квантовыми точками CdSe/ZnS. Показано, что подобные композиты могут успешно применяться в качестве преобразователей спектра излучения в задаче создания «белых» светодиодов.

В настоящее время полупроводниковые квантовые точки (КТ) зарекомендовали себя, как перспективный материал в области фотоники. В отличие от большинства органических красителей полупроводниковые КТ обладают широким спектром поглощения, высокой фотостабильностью, а положение максимума их спектра люминесценции напрямую связано с их размером. Отдельный интерес представляет использование КТ в задаче создания «белых» светодиодов [1–3]. В рамках данной задачи квантовые точки в полимерной матрице могут использоваться в качестве эффективного конвертора излучения синих светодиодов, например InGaN.

Целью настоящей работы было создание матриц полиметилметакрилата (ПММА) с внедренными в них КТ CdSe/ZnS различного размера c высоким квантовым выходом люминесценции. Для этого методом вращающейся подложки был изготовлен ряд пленок ПММА:КТ. В качестве растворителя для приготовления исходной дисперсии КТ и PMMA использовался толуол. Изучена концентрационная зависимость квантового выхода люминесценции КТ в матрице ПММА. Обнаружено смещение максимума спектра люминесценции в длинноволновую область по мере увеличения концентрации КТ, которое для массовой концентрации KT ~10% составило более 10 нм. Изготовлены образцы пленок ПММА:КТ с квантовым выходом люминесценции более 40%.

Полученные результаты позволили оптимизировать концентрацию КТ в матрице ПММА и создать на основе такого композита эффективный преобразователь излучения синего InGaN светодиода. При этом было обнаружено, что для создания «белого» светодиода целесообразно использовать преобразователь, содержащий в своем составе КТ двух типов: люминесцирующие оранжевой области, с максимумом люминесценции ~565 нм и люминесцирующие в красной области с максимумом люминесценции ~600 нм. Структурная схема разработанного «белого» светодиода, а также его диаграмма цветности представлены на рис. 1, 2.

Рис. 1. Структурная схема разработанного «белого» светодиода

Рис. 2. Диаграмма цветности разработанного «белого» светодиода

Список литературы

1. Jang E., et al. White-light-emitting diodes with quantum dot color converters for display backlights. // Advanced materials (Deerfield Beach, FlaV.22, №28. P.3076–3080.

2. Jang H. S., et al. White light-emitting diodes with excellent color rendering based on organically capped CdSe Quantum Dots and Sr3 SiO5:Ce3+,Li + Phosphors // Advanced Materials. 2008. V.20. №14. P.2696–2702.

3. Kim S., et al. Highly luminescent InP/GaP/ZnS nanocrystals and their application to white light-emitting diodes // Journal of the American Chemical Society. 2012. V.134. №8. P.3804–3809.