Hibrit Kuantum Noktacık-Nanofiber Esnek Elektrolüminesant Aygıtlar

Abstract

Yarı iletken kuantum noktacıklar üstün renk dönüşüm özellikleri, yüksek soğurma katsayıları_x000D_ ve kararlılıkları sebebiyle son yıllarda aydınlatma ve ekran teknolojileri için oldukça önemli_x000D_ malzemeler durumundadır. Genel itibariyle II-VI ve III-V malzemeler temelli kuantum_x000D_ noktacıklar, optik ya da elektriksel olarak uyarılma sayesinde yüksek verimlilikle ışık üretimi_x000D_ sağlamaktadırlar. Sahip oldukları spektral dar ışımaları sayesinde özellikle ekran teknolojileri_x000D_ için saf renk özelliklerini ön plana çıkaran kuantum noktacıklar, geleneksel olarak kullanılan_x000D_ fosfor katkılı ışıyıcıların yerini almaktadır. Renk saflığının oldukça ön planda olduğu ekran_x000D_ teknolojileri için de kuantum noktalar LCD arka plan aydınlatmada üstün nitelikli beyaz ışık_x000D_ üretimini sağlamak için kullanılmakta ve ticari açıdan da önem kazanmaktadır._x000D_ Nanofiberler ise organik yarıiletken malzemelerin optoelektronik uygulamalarda 3 boyutlu_x000D_ alanlar için önerdiği yüksek verimlilik, hafiflik, geniş alanlara uygulanabilme özelliklerini fiziksel_x000D_ olarak 1 boyutta gerçekleştirebilen, desenlenebilir ve elektroeğirme yöntemi ile farklı yüzeylere_x000D_ uygulanabilir çözümler sunmaktadır._x000D_ Gerçekleştirdiğimiz proje nano boyutlu fiber yapıları içerisinde kuantum noktaların üstün renk_x000D_ dönüştürücü özelliklerini ön plana çıkarmış, farklı mimarilerde enerji transferinin de çalışıldığı_x000D_ fotolüminesans ve elektrolüminesans temelli aygıtlar gerçekleştirilmiştir. Bu projede %16’ya_x000D_ ulaşan dış kuantum verimliliğine (external quantum efficiency) sahip aygıt gösterimleri ve_x000D_ yüksek kaliteli beyaz ışık eldesi gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda esnek, ayarlanabilir renk_x000D_ özelliklerinde aygıt üretimi için gösterilen kuantum nokta aygıtlar saf ve spektral olarak simetrik_x000D_ ışımayı sağlama yetisinde, üstün renk özellikleri ile yüksek kaliteli esnek elektrolüminesant_x000D_ aygıt üretimini mümkün kılmaktadır._x000D_ Önümüzdeki 10 yıl içerisinde küresel ekran teknolojileri pazarının 100 milyar dolarlar_x000D_ mertebesine ulaşacağı bilgisi doğrultusunda (Global Industry Analysts, Inc., raporu) en önemli_x000D_ aşamalardan biri de özellikle esnek mimarilerde üstün renk özelliklerine sahip malzemeleri_x000D_ gerçekleştirmek olacaktır. Yeni nesil esnek elektrolüminesant aygıtların aydınlatma ve ekran_x000D_ teknolojilerinde önemli bir paya sahip olacağı beklenmektedir. Bu tür yeni nesil yapıların_x000D_ gerçekleştirilmesi, fiziksel mekanizmaların araştırılması ve teknolojik problemlerine çözüm_x000D_ üretilme süreci büyük resimde çok kritik önemdedir. Teknolojiye yön verme doğrultusunda_x000D_ önerilen proje ekseninde yapılacak olan yatırımın ülkemiz için yüksek teknoloji üretme_x000D_ hamlesine büyük bir katkıda bulunacağı, yeni bilgi, ürün ve patent süreçlerini geliştireceği,_x000D_ ülkemizde bu alanda yetişmiş insan gücüne katkıda bulunup ülkemiz rekabet gücünü_x000D_ arttıracağı öngörülmektedir.

Semiconductor quantum dots are promising materials for lighting and display technologies for_x000D_ their superiour color conversion properties, high absorption coefficient and stabilities. In_x000D_ general, quantum dots based on II-VI and III-V materials can generate high efficiency by optical_x000D_ or electrical pumping and provide high efficiency light generation. Quantum dots, thanks to_x000D_ their spectral purity, posess spectrally pure emission and replace the conventional phosphor_x000D_ materials especially for display technologies. Quantum dots have started to emerge in the_x000D_ display market, providing novel solutions for LCD backlighting to generate superiour white light_x000D_ and thus gain commercial importance._x000D_ In addition to quantum dots, nanofibers, which reveal the advantages of organic_x000D_ semiconductors offer high performance solutions by the use of electrospinning and can provide_x000D_ 1-dimensional exotic properties due to their potential for versatile applications._x000D_ In the context of this project, the quantum dots in fiber structures have been explored, focusing_x000D_ on their extraordinary color conversion properties. Using different architectures, we have_x000D_ demonstrated devices based on photoluminescence and electroluminescence principle_x000D_ including energy transfer studies. We have demonstrated quantum dot electroluminescent_x000D_ devices reaching 16% external quantum yield along with high-efficiency white LEDs. The_x000D_ further demonstrated colloidal quantum dot hybrid flexible fiber platforms enables pure and_x000D_ symmetric emission and will make it possible to facilitate high efficiency flexible_x000D_ electroluminescent devices_x000D_ It is worth emphasizing here that the next generation displays will be tuned according to the_x000D_ customer’s demand on the better sense of display requirement. Based on the Global Industry_x000D_ Analysts, Inc. report, the global display market will reach 100 billion in the coming 10 years_x000D_ and in that respect flexible architectures offering solutions for lighting and displays will be one_x000D_ of the key elements. Developing new novel platforms for the flexible architecture and the study_x000D_ of the underlying physical mechanisms and seeking solutions for the technological challenges_x000D_ are of great importance. It is anticipated that the project proposal offered will help to generate_x000D_ high technology, start up new patent processes and generate a highlevel end product therefore_x000D_ increase our country’s high level educated human source force and help to increase our_x000D_ country’s global competitiveness.