November 25-én Wei Zhanhua professzor csapata, a Huaqiao Egyetem Lumineszcens Anyagok és Információs Megjelenítések Intézete, valamint az Anyagtudományi és Mérnöki Iskola, valamint Edward H. Sargent professzor csapata, az Egyetem Elektronikai és Számítástechnikai Tanszékéről a Torontói, közösen közzétett egy online publikációt a Nature nemzetközi tudományos folyóiratban. Kutatási cikk Az eloszlásvezérlés hatékony, csökkentett méretű -perovszkit LED-eket tesz lehetővé. Ezzel a munkával jelentős javulás érhető el a perovskit LED-eszközök teljesítményében és élettartamában a hibapassziválás és a lumineszcencia-központ méretszabályozása révén, és várhatóan a jövőben új kijelző- és világítási területeken is alkalmazzák majd.
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.
A fémhalogenid-perovszkitek kiváló optoelektronikai tulajdonságokkal rendelkeznek, például nagy moláris extinkciós együtthatóval, nagy vivővándorlási távolsággal, hangolható energiasáv-résszel és nagy hibatűréssel rendelkeznek, és széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek a napelemek és a fénykibocsátó diódák területén. . A fémhalogenid-perovszkitokat a mikroszkopikus kristályszerkezet különbsége alapján nulla-dimenziósra, alacsony-dimenziósra és három-dimenziósra oszthatjuk. Közülük a kis-dimenziós perovszkit anyagoknak kvantumkorlátozó hatása van, nagy az exciton kötési energiája, a nem-sugárzásos rekombináció nem egyszerű, és a fényhatásfok magas.
A hatékony és stabil, kis-dimenziós fém-halogenid-perovszkit-anyagok fénykibocsátó-eszközökhöz való kifejlesztéséhez azonban továbbra is két nagy kihívás áll előttünk: az egyik a hibaállapotok megléte, amelyek a nem-sugárzó rekombinációs központok kialakulása, ami ionvándorlást eredményez, és jótékony hatással van a készülék fényhatékonyságára és stabilitására; a második a többfázisú vegyes kvantumkutak kialakulása, ami a széles sávú kvantumkútból a keskeny sávú kvantumkútba történő energiaátvitelhez vezet optikai és elektromos gerjesztés hatására, ami disszipációt eredményez, ami nem kedvez a lumineszcenciának. a készülékről. Hatékonyság, színtisztaság.
1. ábra: Háromféle perovszkit fénykibocsátó fólia filmképződési folyamatának sematikus diagramja, ahol a PEA a fenetil-ammóniumsó, a TPPO a trifenil-foszfin-oxid, a TFPPO pedig a trisz(4-fluor-fenil)-foszfin-oxid.
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.
A referenciacsoportban a PEA és szerves kationok rendezetlen, gyors diffúziója hibaközpontok és rendezetlen méretű kvantumkút-struktúrák létrejöttéhez vezet. A kísérleti csoportban a TPPO és TFPPO molekulákban lévő P=O kötések kölcsönhatásba léphetnek a perovszkit prekurzor pelyhekkel P=O:Pb2 plusz kölcsönhatások révén, hatékonyan szabályozva a kristályosodási folyamatot és csökkentve a hibaközpontok. Ezenkívül a TFPPO-ban nagy mennyiségű F-csoport kölcsönhatásba léphet a PEA-val és a szerves kationokkal, amelyek a nyersanyagok lassú felszabadulását és a kristálynövekedés késleltetését töltik be, és végül kiváló minőségű perovskit fényt alkotnak- }egyenletes méretű kibocsátó film.
2(a) ábra: sematikus szerkezet, keresztmetszeti TEM-kép és sematikus diagram a perovszkit LED-eszközök energiaszint-struktúrájáról; (b) három perovskit LED-eszköz megfelelő áram-feszültséggörbéi, fényerő-feszültséggörbéi és külső kvantum-hatékonysága- Fényerősségi görbék; c) három perovszkit LED-eszköz külső kvantumhatékonyságának statisztikai eloszlása; (d) három perovskit egy-elektronos és egy{7}}lyukú eszköz áram-feszültséggörbéje; (e) TFPPO{8}}alapú perovskit LED-eszközök működési élettartam-görbéje.
A 2. ábrán látható, hogy ennek a filmnek egyenletes és sűrű felületi morfológiája van, az emissziós hullámhossz 517 nm, az emissziós fele{2}}csúcs szélessége mindössze 20 nm, a fotolumineszcencia hatásfoka pedig közel 100 százalék. Az elkészített zöld LED-es készülék külső kvantumhatásfoka eléri a 25,6 százalékot, üzemideje pedig eléri a 2 órát 7200 cd m-2 fényerő mellett, ami messze meghaladja az eddig közölt hasonló eszközökét.
Wei Zhanhua professzor elmondta, hogy az elmúlt néhány évben a perovskit LED-ek teljesítménye és élettartama jelentősen javult, de még mindig hosszú út áll előttünk. A jövőben több tudósnak kell együtt dolgoznia az állandó{0}}állapotú kimeneti teljesítmény, a nagy-hatékonyságú eszköz ismételhetőség és a több-szín spektrális kimeneti teljesítmény javítása érdekében.
Ebben a cikkben Dr. Ma Dongxin, a Torontói Egyetem posztdoktori ösztöndíjasa az első szerző. Egy{0}}éves látogatókutatást végzett a Huaqiao Egyetemen; Dr. Lin Kebin a Huaqiao Egyetemről a második szerző, aki szintén jelentős mértékben hozzájárult ehhez a munkához. Prof. Edward H. Sargent és Prof. Wei Zhanhua a megfelelő szerzők. A kutatómunkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány, a Fujian tartomány Természettudományi Alapítványa és a Huaqiao Egyetem Tudományos Kutatási Alapja határozottan támogatta.
