Quelle est la luminosité de la nouvelle diode électroluminescente à base de pérovskite?
Le centre de recherche et d’innovation imec, en Belgique, a créé un nouveau type de pile LED à base de pérovskite (PeLED) qui brille 1 000 fois plus que les LED organiques (OLED) les plus récentes. S’inscrivant dans le cadre du projet ULTRA-LUX financé par l’UE, cette réalisation constitue une «étape cruciale vers un laser à injection à base de pérovskite, promettant des applications passionnantes dans les domaines de la projection d’images, de la détection environnementale, du diagnostic médical, et au-delà», comme le décrit l’équipe de l’imec dans un article d’«Optics.org». Actuellement utilisées dans des applications allant de la télévision et des ordinateurs aux feux de circulation et à l’éclairage aéronautique, les LED ont révolutionné la technologie moderne de l’éclairage et de la détection. Les OLED, qui sont largement utilisées pour créer des affichages numériques sur les écrans de télévision, les moniteurs d’ordinateur, les smartphones et les consoles de jeux portables, recourent à des polymères organiques en couches minces comme semi-conducteurs. Leur luminosité maximale est toutefois limitée. Vous souvenez-vous combien il est difficile de lire l’écran de votre smartphone lorsque vous êtes au soleil? C’est là qu’interviennent les pérovskites. Minéral d’oxyde de calcium et de titane à structure cristalline cubique, la pérovskite possède des propriétés physiques inhabituelles qui pourraient être utilisées dans des applications autres que les cellules solaires, la plus importante à l’heure actuelle. Au cours de la dernière décennie, ses excellentes propriétés optoélectriques, son traitement peu coûteux et son transport de charge efficace ont permis à la pérovskite d’être reconnue comme un candidat prometteur pour les applications LED.
Les PeLED sous les projecteurs
Toutefois, comme l’explique l’article, les pérovskites peuvent résister à des densités de courant très élevées, mais l’opération du laser avec l’émission d’une lumière cohérente de haute intensité n’a pas encore été réalisée. «Dans le cadre du projet ULTRA-LUX, imec a montré pour la première fois une architecture PeLED avec de faibles pertes optiques et a alimenté ces PeLED à des densités de courant qui permettent l’émission stimulée de lumière», remarque Paul Heremans, professeur, chargé de recherche principal de l’imec et auteur correspondant de l’étude publiée dans «Nature Photonics». «Cette nouvelle architecture de couches de transport, d’électrodes transparentes et de pérovskite comme matériau actif semi-conducteur peut fonctionner à des densités de courant électrique des dizaines de milliers de fois supérieures (3 kA cm-2) à celles des OLED conventionnelles», ajoute Paul Heremans. Quels sont les résultats de cette nouvelle architecture? Robert Gehlhaar, gestionnaire de projet à l’imec, qui est également auteur correspondant de l’étude, explique: «Avec cette architecture, l’imec a amélioré l’émission spontanée amplifiée, avec une assistance électrique de la pompe optique conventionnelle. L’imec a ainsi démontré que l’injection électrique contribue à hauteur de 13 % à la quantité totale d’émission stimulée et s’approche donc du seuil permettant d’obtenir un laser à injection à couches minces. Le franchissement de cette étape décisive vers des diodes laser à couches minces de haute puissance ouvre la voie à de nouvelles applications passionnantes pour les lasers à base de pérovskite à couches minces.» Le projet ULTRA-LUX (Ultra-Bright Thin-Film Light Emitting Devices and Lasers) se termine en septembre 2024. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet ULTRA-LUX
Mots‑clés
ULTRA-LUX, pérovskite, diode électroluminescente, LED, LED organique, LED à base de pérovskite, laser
