Ilmuwan Rusia Ciptakan Nanomaterial Untuk Tingkatkan Efisiensi LED
KALBARNEWS.CO.ID (RUSIA) - Para ilmuwan dari Universitas Federal Ural, Institut Kimia Padatan Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia (RAS), dan Institut Elektrokimia Suhu Tinggi RAS telah menciptakan nanomaterial yang terbuat dari oksida logam tanah jarang, yang ditandai dengan cahaya merah jingga terang dan stabilitas pada suhu tinggi. Zat ini dapat diaplikasikan pada LED generasi berikutnya. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam Journal of Alloys and Compounds.Tanggal 19.03.2025
Senyawa entropi tinggi, yang terdiri dari lima atau lebih unsur dalam proporsi yang sama, dapat digunakan untuk membuat unsur pemancar, baterai, katalis, dan lapisan penghalang termal.
Misalnya, bahan yang mengandung oksida logam tanah jarang (yttrium, europium, gadolinium, lantanum, dan erbium) dapat berpendar dalam rentang hijau dan merah, yang menjadikannya dasar yang baik untuk dioda pemancar cahaya dan konverter cahaya. Strukturnya memberikan stabilitas tinggi, karena kombinasi atom yang berbeda menghalangi pembentukan cacat yang dapat mengurangi efisiensi bahan.
Akan tetapi, hingga saat ini masih belum jelas bagaimana sifat optik bahan bergantung pada struktur senyawa, kondisi sintesisnya, dan keberadaan pengotor. Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan dari Yekaterinburg mensintesis oksida entropi tinggi yang mengandung atom-atom yttrium, gadolinium, lantanum, dan erbium dengan bantuan metode kopresipitasi. Metode ini merupakan proses kimia di mana hidroksida logam yang diinginkan diendapkan dari larutan. Untuk memperoleh oksida, endapan ini dipanaskan pada suhu 200 hingga 800 derajat Celsius selama dua jam.
Percobaan menunjukkan bahwa suhu sintesis optimal adalah 680 derajat Celsius. Dalam kondisi ini, serbuk nano bertransisi dari keadaan amorf (dengan atom yang tersusun acak) ke keadaan kristal (dengan struktur konstan dan kisi atom teratur).
Struktur ini memastikan distribusi ion yang seragam, sehingga meningkatkan sifat optik serbuk nano. Transisi ini juga menyebabkan celah pita melebar, sehingga material menjadi lebih transparan. Akhirnya, akibat peningkatan suhu, intensitas cahaya meningkat lebih dari empat kali lipat.
Para ilmuwan percaya bahwa bahan-bahan yang disintesis akan memudahkan terciptanya jenis-jenis perangkat optoelektronik baru yang mampu beroperasi dalam kondisi ekstrem. Ini termasuk LED, yang akan mempertahankan kecerahannya saat dipanaskan tanpa memudar seiring waktu.
"Material yang baru dikembangkan ini dapat digunakan dalam LED generasi berikutnya dengan kecerahan dan daya tahan yang lebih baik, dalam pemancar ultraviolet untuk aplikasi medis dan industri, dan dalam perangkat biomedis seperti sensor dan peralatan diagnostik. Di masa mendatang, kami berencana untuk mengadaptasi sifat-sifatnya untuk menciptakan perangkat yang beroperasi dalam rentang inframerah dan tampak sehingga dapat memperluas potensi aplikasinya," kata Evgeny Buntov, kandidat ilmu fisika dan matematika, seperti dikutip oleh Yayasan Sains Rusia. (Tim Liputan)
Editor : Aan
