25. novembra tím profesora Wei Zhanhua z Ústavu luminiscenčných materiálov a informačného displeja Univerzity Huaqiao a School of Materials Science and Engineering a tím profesora Edwarda H. Sargenta z Katedry elektronického a počítačového inžinierstva na univerzite z Toronta spoločne zverejnili online publikáciu v špičkovom medzinárodnom akademickom časopise Nature Research Paper Distribúcia umožňuje efektívne redukované perovskitové LED diódy. Touto prácou sa dosiahlo výrazné zlepšenie výkonu a životnosti perovskitových LED zariadení prostredníctvom pasivácie defektov a riadenia rozmerov svetelného stredu a očakáva sa, že sa v budúcnosti použije na nové zobrazovacie a svetelné polia.
Nature je jedným z najvplyvnejších akademických časopisov na svete, ktorý sa venuje spravodajstvu a komentovaniu najdôležitejších objavov v globálnom vedeckom výskume. Za zmienku stojí, že v roku 2018 univerzita Huaqiao po prvýkrát zverejnila pôvodné vydanie Prírody ako komunikačnú jednotku. O tri roky neskôr Huaqiao University opäť zverejnila oficiálne dokumenty Nature' ako komunikačnú jednotku, v ktorej sa uvádza, že úroveň vedeckého výskumu školy' sa výrazne zlepšila a vstúpila do rýchleho pruhu. zdravého vývoja.
Halogenidové perovskity majú vynikajúce optoelektronické vlastnosti, ako je vysoký koeficient molárnej extinkcie, dlhá vzdialenosť migrácie nosiča, nastaviteľná medzera v pásme a vysoká tolerancia defektov. Majú široké uplatnenie v solárnych článkoch a svetelných diódach. Na základe rozdielu v mikroskopickej kryštálovej štruktúre možno halogenidové perovskity rozdeliť na nulové, nízkorozmerné a trojrozmerné. Medzi nimi má nízkorozmerný perovskitový materiál efekt kvantového zadržania, má veľkú energiu viazania excitónu, nie je ľahké vytvoriť nežiarivú rekombináciu a má vysokú svetelnú účinnosť.
Aby sa však vyvinuli vysokoúčinné a stabilné nízkorozmerné metalhalogenidové perovskitové materiály pre zariadenia vyžarujúce svetlo, stále existujú dve hlavné výzvy: po prvé, existencia defektných stavov spôsobí tvorbu neradiačných rekombinantných centier, čo vedie k k migrácii iónov. Prispieva k svetelnej účinnosti a stabilite zariadenia; druhým je vytvorenie viacfázových hybridných kvantových vrtov, ktoré spôsobia prenos energie z kvantovej studne so širokým zakázaným pásmom do kvantovej studne s úzkym zakázaným pásmom pod svetlom a elektrickou excitáciou, čo vedie k rozptylu, ktorý neprispieva k emisii svetla. zariadenia Účinnosť, čistota farieb.
Obrázok 1 Schematický diagram procesu tvorby filmu troch druhov perovskitových luminiscenčných tenkých vrstiev, kde PEA predstavuje fenetylamóniovú soľ, TPPO predstavuje trifenylfosfínoxid a TFPPO predstavuje tris(4-fluórfenyl)fosfínoxid.
Aby sa zlepšil výkon nízkorozmerných perovskitových LED zariadení, tím Edwarda H. Sargenta z University of Toronto a tím Wei Zhanhua z Huaqiao University spoločne navrhli stratégiu nízkorozmernej metalhalogenidovej perovskitovej povrchovej pasivácie a šírky jamky. Ako je znázornené na obrázku 1, počas procesu kryštalizácie iniciovaného antirozpúšťadlom ióny [PbBr6]4-, MA{{7}} a Cs{{8}} najskôr vytvoria vločky perovskitového prekurzora a potom PEA{{9} } organické katióny interagujú s prekurzorovými vločkami a vytvárajú nízkorozmerný perovskitový luminiscenčný film. V referenčnej skupine viedla porucha a rýchla difúzia organických katiónov PEA{11}} k vytvoreniu defektných centier a náhodných rozmerných štruktúr kvantových jamiek. V experimentálnej skupine môže väzba P=O v molekulách TPPO a TFPPO interagovať s vločkami prekurzora perovskitu P=O:Pb2{{14}}, čo účinne reguluje proces kryštalizácie a znižuje tvorbu centier defektov. Okrem toho hojné F skupiny v TFPPO môžu interagovať s organickými katiónmi PEA+, aby spomalili uvoľňovanie surovín a oneskorili rast kryštálov a nakoniec vytvorili vysoko kvalitný perovskitový luminiscenčný film s jednotnými rozmermi.
Obrázok 2 (a) Schematický diagram štruktúry perovskitového LED zariadenia, prierezový diagram transmisného elektrónového mikroskopu a schematický diagram štruktúry energetickej hladiny; (b) krivka prúdu a napätia, krivka jasu a napätia a externá kvantová účinnosť zodpovedajúca trom perovskitovým LED zariadeniam - krivka jasu; (c) Štatistické rozdelenie externej kvantovej účinnosti troch perovskitových LED zariadení; d) krivky prúdu a napätia troch perovskitových jednoelektrónových a jednootvorových zariadení; (e) Na základe spracovania TFPPO Krivka prevádzkovej životnosti perovskitových LED zariadení.
Ako je znázornené na obrázku 2, tento film má rovnomernú a hustú povrchovú morfológiu s emisnou vlnovou dĺžkou 517 nm, polovičnou šírkou iba 20 nm a účinnosťou fotoluminiscencie blízkou 100 %. Pripravené zelené LED zariadenie má externú kvantovú účinnosť 25,6 % a prevádzkovú životnosť 2 hodiny pri jase 7 200 cd m-2, čo ďaleko prevyšuje podobné v súčasnosti uvádzané zariadenia.
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 je potrebných viac vedcov, aby spolupracovali na zlepšení výstupného výkonu v ustálenom stave, vysoko účinnej opakovateľnosti zariadenia a viacfarebného spektrálneho výstupného výkonu zariadenia.
V tomto článku bol prvým autorom Dr. Ma Dongxin, postdoktorand na University of Toronto. Uskutočnila ročný hosťujúci výskum na univerzite Huaqiao; Dr. Kebin Lin z Huaqiao University bol druhým autorom a tiež významne prispel k práci. Profesor Edward H. Sargent a profesor Wei Zhanhua sú zodpovedajúcimi autormi. Táto výskumná práca bola výrazne podporovaná Národnou nadáciou pre prírodné vedy v Číne, Nadáciou pre prírodné vedy v provincii Fujian a Fondom pre vedecký výskum Univerzity Huaqiao. (
