25. novembra tím profesora Wei Zhanhua z Inštitútu luminiscenčných materiálov a informačného displeja a School of Materials Science and Engineering, Huaqiao University, a tím profesora Edwarda H. Sargenta, Katedra elektronického a počítačového inžinierstva, Univerzita z Toronta, spoločne vydali online publikáciu v špičkovom medzinárodnom akademickom časopise Nature. Výskumná práca Riadenie distribúcie umožňuje efektívne redukované-dimenzionálne perovskitové LED diódy. Táto práca dosahuje výrazné zlepšenie výkonu a životnosti perovskitových LED zariadení prostredníctvom pasivácie defektov a regulácie rozmerov luminiscenčného centra a očakáva sa, že sa v budúcnosti použije na nové zobrazovacie a svetelné polia.
Nature is one of the most influential academic journals in the world, dedicated to reporting and commenting on the most important breakthroughs in global scientific research. It is worth mentioning that in 2018, Huaqiao University published the official journal of Nature as a correspondence unit for the first time. Three years later, Huaqiao University once again published a paper in Nature as a communication unit, marking that the school's scientific research level has been significantly improved and it has entered the fast lane of sound development.
Kovové halogenidové perovskity majú vynikajúce optoelektronické vlastnosti, ako je vysoký molárny extinkčný koeficient, dlhá vzdialenosť migrácie nosiča, laditeľná energetická pásmová medzera a vysoká tolerancia defektov, a majú široké možnosti využitia v oblasti solárnych článkov a svetelných-diód . Halogenidové perovskity kovov možno klasifikovať na nulové-rozmerné, nízko{2}}rozmerné a trojrozmerné- na základe rozdielu v mikroskopickej kryštálovej štruktúre. Medzi nimi nízko-dimenzionálne perovskitové materiály majú efekt kvantového zadržania, veľkú energiu viazania excitónu, nie je ľahké uskutočniť ne-žiarivú rekombináciu a svetelná účinnosť je vysoká.
Na vývoj účinných a stabilných nízko{0}}metalhalogenidových perovskitových materiálov pre zariadenia vyžarujúce svetlo- však stále existujú dve veľké výzvy: jednou je existencia chybných stavov, ktoré povedú k tvorba nežiariacich rekombinantných centier, čo vedie k migrácii iónov a je prospešné pre svetelnú účinnosť a stabilitu zariadenia; druhým je vytvorenie viacfázových zmiešaných kvantových vrtov, čo povedie k prenosu energie z kvantovej studne so širokou zakázanou šírkou pásma do kvantovej studne s úzkym zakázaným pásmom pri optickej a elektrickej excitácii, čo vedie k disipácii, ktorá neprispieva k luminiscencii. zariadenia. Účinnosť, čistota farieb.
Obrázok 1. Schematický diagram procesu tvorby filmu troch druhov perovskitových svetlo emitujúcich- filmov, v ktorých PEA predstavuje fenetylamóniovú soľ, TPPO predstavuje trifenylfosfínoxid a TFPPO predstavuje tris(4-fluórfenyl)fosfínoxid.
In order to improve the performance of low-dimensional perovskite LED devices, Edward H. Sargent's team from the University of Toronto and Wei Zhanhua's team from Huaqiao University jointly proposed a surface passivation-well width control strategy for low-dimensional metal halide perovskites. As shown in Figure 1, in the anti-solvent-induced crystallization process, PbBr64-, MA plus and Cs plus ions first form perovskite precursor flakes, and then PEA plus organic cations interact with the precursor flakes to form low-dimensional perovskite luminescence. film.
V referenčnej skupine vedie neusporiadaná rýchla difúzia PEA plus organických katiónov k vytvoreniu defektných centier a štruktúr kvantových vrtov neusporiadaných rozmerov. V experimentálnej skupine môžu väzby P=O v molekulách TPPO a TFPPO interagovať s vločkami prekurzora perovskitu prostredníctvom interakcií P=O:Pb2 plus, čím účinne regulujú proces kryštalizácie a znižujú tvorbu defektové centrá. Okrem toho, hojné F skupiny v TFPPO môžu interagovať s PEA plus organickými katiónmi, ktoré zohrávajú úlohu pomalého uvoľňovania surovín a spomaľovania rastu kryštálov, a nakoniec vytvárajú vysokokvalitné-perovskitové svetlo{{4}. }vyžarujúci film s jednotnými rozmermi.
Obrázok 2(a) Schematická štruktúra, prierez-obraz TEM a schematický diagram štruktúry energetickej úrovne perovskitových LED zariadení; (b) zodpovedajúce prúdové-krivky napätia, jasové{3}}krivky napätia a externé kvantové účinnosti troch perovskitových LED zariadení- Krivky jasu; c) štatistické rozdelenia externých kvantových efektívností troch perovskitových LED zariadení; (d) prúdové-krivky napätia troch perovskitových jednoelektrónových-zariadení s jedným{7}}otvorom; (e) Krivky prevádzkovej životnosti perovskitových LED zariadení založené na TFPPO-.
Ako je znázornené na obrázku 2, tento film má jednotnú a hustú povrchovú morfológiu, vlnová dĺžka emisie je 517 nm, šírka polovice{2}}píku emisie je iba 20 nm a účinnosť fotoluminiscencie je takmer 100 percent . Externá kvantová účinnosť pripraveného zeleného LED zariadenia je až 25,6 percenta a prevádzková životnosť dosahuje 2 hodiny pri jase 7 200 cd m-2, čo je oveľa viac ako u podobných doteraz uvádzaných zariadení.
Profesor Wei Zhanhua povedal, že v posledných rokoch sa výkon zariadenia a prevádzková životnosť perovskitových LED výrazne zlepšili, ale stále je pred nami dlhá cesta. V budúcnosti bude musieť viac vedcov spolupracovať na zlepšení výstupného výkonu v ustálenom{0}}stave, vysoko{1}}účinnej opakovateľnosti zariadenia a multi-farebného spektrálneho výstupného výkonu zariadenia.
V tomto článku je prvým autorom Dr. Ma Dongxin, postdoktorand na University of Toronto. Uskutočnila-ročný hosťujúci výskum na Univerzite Huaqiao; Dr. Lin Kebin z Huaqiao University je druhým autorom a tiež významne prispel k tejto práci. Zodpovedajúcimi autormi sú Prof. Edward H. Sargent a Prof. Wei Zhanhua. Výskumnú prácu výrazne podporila Národná nadácia pre prírodné vedy v Číne, Nadácia pre prírodné vedy v provincii Fujian a Fond pre vedecký výskum Univerzity Huaqiao.
