25. listopadu tým profesora Wei Zhanhua z Institutu luminiscenčních materiálů a informačního displeje a School of Materials Science and Engineering, Huaqiao University, a tým profesora Edwarda H. Sargenta, Department of Electronic and Computer Engineering, University z Toronta společně publikovali online publikaci ve špičkovém mezinárodním akademickém časopise Nature. Výzkumný dokument Řízení distribuce umožňuje účinné redukované-dimenzionální perovskitové LED diody. Tato práce dosahuje významného zlepšení výkonu a životnosti perovskitových LED zařízení prostřednictvím pasivace defektů a regulace rozměrů luminiscenčního centra a očekává se, že bude v budoucnu použita na nová zobrazovací a osvětlovací pole.
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.
Halogenidové perovskity mají vynikající optoelektronické vlastnosti, jako je vysoký molární extinkční koeficient, dlouhá vzdálenost migrace nosiče, laditelná energetická pásmová mezera a vysoká tolerance defektů, a mají široké vyhlídky na uplatnění v oblasti solárních článků a světelných -diod . Halogenidové perovskity lze klasifikovat na nulové-rozměrné, nízko-rozměrné a trojrozměrné- na základě rozdílu v mikroskopické krystalové struktuře. Mezi nimi nízko-dimenzionální perovskitové materiály mají efekt kvantového zadržení, velkou energii vázání excitonu, není snadné nastat ne-zářící rekombinaci a světelná účinnost je vysoká.
Abychom však mohli vyvinout účinné a stabilní nízko{0}}metalhalogenidové perovskitové materiály pro zařízení emitující světlo-, stále existují dva hlavní problémy: jedním je existence poruchových stavů, které povedou k tvorba nez-zářících rekombinačních center, což má za následek migraci iontů, a je prospěšné pro světelnou účinnost a stabilitu zařízení; druhým je tvorba vícefázových smíšených kvantových vrtů, což povede k přenosu energie z kvantové studny se širokým pásmem do kvantové studny s úzkým pásmem pod optickou a elektrickou excitací, což vede k disipaci, která nevede k luminiscenci. zařízení. Účinnost, čistota barev.
Obrázek 1. Schematický diagram procesu tvorby filmu tří druhů filmů vyzařujících světlo - perovskitu, ve kterých PEA představuje fenethylamoniovou sůl, TPPO představuje trifenylfosfinoxid a TFPPO představuje tris(4-fluorfenyl)fosfinoxid.
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 referenční skupině vede neuspořádaná, rychlá difúze PEA plus organických kationtů k vytvoření defektních center a struktur kvantových vrtů neuspořádaných rozměrů. V experimentální skupině mohou vazby P=O v molekulách TPPO a TFPPO interagovat s vločkami prekurzoru perovskitu prostřednictvím interakcí P=O:Pb2 plus, čímž účinně regulují proces krystalizace a snižují tvorbu defektová centra. Kromě toho, hojné F skupiny v TFPPO mohou interagovat s PEA plus organickými kationty, které hrají roli pomalého uvolňování surovin a zpomalování růstu krystalů, a nakonec tvoří vysoce-kvalitní perovskitové světlo{{4} }vyzařující film s jednotnými rozměry.
Obrázek 2(a) Schématická struktura, příčný-snímek TEM a schematický diagram struktury energetické hladiny perovskitových LED zařízení; (b) odpovídající proudové-křivky napětí, jas-křivky napětí a externí kvantové účinnosti tří perovskitových LED zařízení- Jasové křivky; (c) statistické rozložení externích kvantových účinností tří perovskitových LED zařízení; (d) proudové-křivky napětí tří perovskitových zařízení s jedním-elektronem a jedním-otvorem; (e) Křivky provozní životnosti perovskitových LED zařízení založené na TFPPO-.
Jak je znázorněno na obrázku 2, tento film má jednotnou a hustou povrchovou morfologii, vlnová délka emise je 517 nm, šířka poloviny- píku emise je pouze 20 nm a účinnost fotoluminiscence se blíží 100 procentům. Externí kvantová účinnost připraveného zeleného LED zařízení je až 25,6 procenta a provozní životnost dosahuje 2 hodiny při jasu 7 200 cd m-2, což daleko převyšuje dosud uváděná podobná zařízení.
Profesor Wei Zhanhua řekl, že v posledních několika letech se výkon zařízení a provozní životnost perovskitových LED výrazně zlepšily, ale stále je před námi dlouhá cesta. V budoucnu bude muset více vědců spolupracovat na zlepšení výstupního výkonu v ustáleném{0}}stavu, vysoce{1}}účinné opakovatelnosti zařízení a více-barevného spektrálního výstupního výkonu zařízení.
V tomto článku je prvním autorem Dr. Ma Dongxin, postdoktorand na University of Toronto. Prováděla-roční hostující výzkum na univerzitě Huaqiao; Dr. Lin Kebin z Huaqiao University je druhým autorem a také významně přispěl k této práci. Odpovídajícími autory jsou Prof. Edward H. Sargent a Prof. Wei Zhanhua. Výzkumná práce byla silně podporována Čínskou národní nadací pro přírodní vědy, Nadací přírodních věd v provincii Fujian a Fondem pro vědecký výzkum univerzity Huaqiao.
