Découvrez la meilleure LED bleue jamais fabriquée

Énergie

Équipe éditoriale du site web Innovation technologique - 31 juillet 2025

Cristaux hybrides d'iodure de cuivre émettant une lumière bleu profond. Plusieurs technologies concurrentes sont en lice, mais cette LED hybride obtient d'excellents résultats sur tous les plans. [Image : Kun Zhu/Jing Li Lab/Université Rutgers]

LED bleues

On voit des LED bleues partout, mais cela ne signifie pas qu’elles sont aussi efficaces ou aussi respectueuses de l’environnement que nous le souhaiterions.

C'est pourquoi une innovation de Kun Zhu et de ses collègues de l'Université Rutgers aux États-Unis suscite un vif intérêt. Ce n'est peut-être pas la meilleure LED selon certains critères, mais son résultat global est remarquable.

Zhu a synthétisé un matériau écologique, très stable et ultra-lumineux capable de générer une lumière bleue profonde (longueur d'onde de 450 nm), permettant la création d'une diode électroluminescente (LED) avec une efficacité énergétique supérieure à tout matériau similaire actuellement disponible.

Les LED sont des dispositifs d'éclairage composés de semi-conducteurs capables de convertir l'électricité en lumière de manière efficace et durable. Les LED bleues ont été découvertes au début des années 1990 et ont valu à leurs découvreurs le prix Nobel de physique 2014 en raison de leur importance particulière : elles sont essentielles à la création de lumière blanche.

Le nouveau matériau électroluminescent est composé d’ions cuivre et iode, ou iodure de cuivre (CuI).

« Les LED bleu profond sont au cœur des technologies d'éclairage écoénergétiques actuelles », a déclaré le professeur Jing Li. « Cependant, les options existantes sont souvent confrontées à des problèmes de stabilité, d'évolutivité, de coût, d'efficacité ou de préoccupations environnementales en raison de l'utilisation de composants toxiques. Ce nouvel hybride cuivre-iodure offre une solution convaincante, exploitant sa non-toxicité, sa robustesse et ses hautes performances. »

L'interface entre matériaux organiques et inorganiques a été cruciale pour la création de la LED bleue à haut rendement. [Image : Kun Zhu et al. - 10.1038/s41586-025-09257-8]

LED bleue hybride

L'équipe a réussi à améliorer considérablement la technologie des LED bleues en découvrant un moyen de les rendre plus efficaces et plus durables. Pour y parvenir, elle a synthétisé un matériau hybride : une combinaison d'iodure de cuivre et de molécules organiques.

Ce matériau hybride présente un rendement quantique de photoluminescence très élevé, d'environ 99,6 %, ce qui signifie qu'il convertit la quasi-totalité de l'énergie incidente en lumière bleue. Les LED bleues fabriquées avec ce matériau ont atteint un rendement quantique externe maximal (rapport photons émis/électrons injectés) de 12,6 %, l'un des plus élevés jamais atteints pour des LED bleu profond.

Ces LED sont non seulement lumineuses, mais elles durent aussi plus longtemps que beaucoup d'autres. En conditions normales, leur demi-vie opérationnelle est d'environ 204 heures, ce qui signifie qu'elles peuvent continuer à briller pendant un certain temps avant de perdre de leur luminosité. De plus, ce matériau est performant dans les applications à grande échelle, avec un potentiel d'utilisation concrète.

« Notre méthode de traitement minimise les défauts susceptibles d'entraver le mouvement des charges électriques à l'interface de ces matériaux hybrides », a déclaré Zhu. « Cette approche pourrait constituer une stratégie polyvalente pour la production de LED hautes performances. »

Concours

Le nouveau semi-conducteur hybride cuivre-iodure offre un certain nombre d’avantages par rapport aux autres matériaux utilisés dans les LED.

Les pérovskites aux halogénures de plomb, bien qu'économiques, contiennent du plomb, qui est toxique et présente des problèmes de stabilité en raison de sa sensibilité à l'humidité et à l'oxygène.

Les LED purement organiques (OLED) sont flexibles et potentiellement efficaces, mais elles peuvent manquer de stabilité structurelle et spectrale, ce qui signifie qu'elles peuvent se dégrader rapidement et perdre en qualité de couleur au fil du temps.

Les points quantiques colloïdaux sont performants, notamment dans les LED vertes et basse consommation, mais ils sont généralement à base de cadmium, ce qui peut soulever des inquiétudes quant à leur toxicité. Les émetteurs phosphorescents organiques peuvent être coûteux et complexes à synthétiser.

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