November 25-én Wei Zhanhua professzor, a Huaqiao Egyetem Lumineszcens Anyagok és Információk Kiállítási Intézetének és az Anyagtudományi és Mérnöki Iskolának a csapata, valamint Edward H. Sargent professzor, a Torontói Egyetem Elektronikus és Számítástechnikai Tanszékének csapata közösen publikált egy online kiadványt a Nature Research vezető nemzetközi tudományos folyóiratban, amely a Distribution control hatékonyan csökkentett dimenziós perovszkitot tesz lehetővé. Led. Ez a munka jelentős javulást ért el a perovszkit LED-es eszközök teljesítményében és élettartamában a hiba passziválás és a világító középső méretszabályozás révén, és várhatóan a jövőben új kijelző- és világítási területekre is alkalmazzák.
A Nature a világ egyik legbefolyásosabb tudományos folyóirata, amely a globális tudományos kutatás legfontosabb áttöréseinek jelentésére és kommentálására törekszik. Érdemes megemlíteni, hogy 2018-ban a Huaqiao Egyetem először tette közzé a Nature eredeti kiadását kommunikációs egységként. Három évvel később a Huaqiao Egyetem ismét közzétette a Nature hivatalos dokumentumait kommunikációs egységként, jelezve, hogy az iskola tudományos kutatási szintje jelentősen javult, és belépett az egészséges fejlődés gyors sávjába.
A fémhalogén perovszkit kiváló optoelektronikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a magas moláris kihalási együttható, a hosszú hordozó migrációs távolsága, az állítható sávrés és a nagy hibatűrés. Széles alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek a napelemekben és a fénykibocsátó diódákban. A mikroszkopikus kristályszerkezet különbsége alapján a fémhalogén perovszkitok nulladimenzionális, alacsony dimenziós és háromdimenziósak. Ezek közül az alacsony dimenziós perovszkit anyag kvantum-bezárt hatással rendelkezik, nagy gerjesztő kötési energiával rendelkezik, nem könnyű nem sugárzó rekombinációt előállítani, és nagy fényhatékonysággal rendelkezik.
A nagy hatékonyságú és stabil alacsony dimenziójú fémhalogén perovszkit anyagok fénykibocsátó eszközökhöz való kifejlesztése érdekében azonban még mindig két fő kihívás áll fenn: először is, a hibás állapotok létezése nem sugárzó rekombinációs központok kialakulását okozza, ami ion migrációhoz vezet. Elősegíti a készülék fényhatékonyságát és stabilitását; a második a többfázisú hibrid kvantumkutak kialakulása, amelyek energiaátvitelt okoznak a széles sávú rés kvantumkútról a keskeny sávú rés kvantumkútra fény és elektromos gerjesztés alatt, ami disszipációt eredményez, ami nem segíti elő az eszköz fénykibocsátását Hatékonyság, színtisztaság.
1. ábra A perovszkitlumineszcens vékonyfilmek háromféle fóliaalakítási folyamatának sematikus diagramja, ahol a PEA fenetillammoniumsót, a TPPO tripfenil-foszfin-oxidot, a TFPPO pedig trisz(4-fluoropfenil)foszfin-oxidot képvisel.
Az alacsony dimenziós perovszkit LED-es eszközök teljesítményének javítása érdekében a Torontói Egyetem Edward H. Sargent csapata és a Huaqiao Egyetem Wei Zhanhua csapata közösen javasolta az alacsony dimenziójú fémhalogén perovszkit felületi passzivációs kút szélességszabályozási stratégiáját. Amint azt az 1. ábra mutatja, az anti oldószer által kezdeményezett kristályosodási folyamat során a [PbBr6]4-, MA+ és Cs+ ionok először perovszkit prekurzor pelyheket képeznek, majd a PEA+ szerves kationok kölcsönhatásba lépnek a prekurzor pelyhekkel, hogy alacsony dimenziós perovszkit lumineszcencia fóliát hozzanak létre. A referenciacsoportban a PEA+ szerves kationok rendellenessége és gyors diffúziója hibaközpontok és véletlenszerű dimenziós kvantumkút struktúrák generálására vezetett. A kísérleti csoportban a TPPO és A TFPPO molekulák P =O kötése kölcsönhatásba léphet a P = O: Pb2+ perovszkit prekurzor pelyhekkel, ami hatékonyan szabályozza a kristályosodási folyamatot és csökkenti a hibaközpontok generálását. Ezenkívül a TFPPO bőséges F csoportjai kölcsönhatásba léphetnek a PEA + szerves kationokkal, hogy lassítsák a nyersanyagok felszabadulását és késleltessék a kristályok növekedését, és végül kiváló minőségű perovszkit világítófóliát képezzenek, egyenletes méretekkel.
2. ábra a) a) a perovszkit LED-eszköz szerkezetének vázlatos diagramja, keresztmetszeti átviteli elektronmikroszkóp diagram és az energiaszint szerkezetének sematikus diagramja; b) a három perovszkit LED-eszköznek megfelelő áramfeszültség-görbe, fényerő-feszültség görbe és külső kvantumhatékonyság- Fényerő-görbe; c) három perovszkit LED-eszköz külső kvantumhatékonyságának statisztikai eloszlása; d) három perovszkit egy-elektron és egylyukas eszköz áramfeszültségű görbéi; e) TFPPO feldolgozás alapján a perovszkit LED-es eszközök működési élettartama görbéje.
Amint azt a 2. ábra mutatja, ez a film egységes és sűrű felületi morfológiával rendelkezik, 517 nm kibocsátási hullámhosszú, félszélessége mindössze 20 nm, fotolumineszcencia hatékonysága közel 100%. Az előkészített zöld LED-eszköz külső kvantumhatékonysága 25,6%, működési élettartama 2 óra 7200 cd m-2 fényerővel, messze meghaladva a jelenleg jelentett hasonló eszközöket.
Wei Zhanhua professzor elmondta, hogy az elmúlt néhány évben a perovszkit LED-ek teljesítménye és működési élettartama jelentősen javult, de még hosszú út áll előttünk. A jövőben több tudósra van szükség az együttműködéshez az állandósultságú kimeneti teljesítmény, a nagy hatékonyságú eszköz ismételhetősége és a többszínű spektrális kimeneti teljesítmény javítása érdekében.
A tanulmányban Dr. Ma Dongxin, a Torontói Egyetem posztdoktori munkatársa volt az első szerző. Egyéves látogatási kutatást végzett a Huaqiao Egyetemen; Dr. Kebin Lin a Huaqiao Egyetemről volt a második szerző, és jelentős mértékben hozzájárult a munkához. Edward H. Sargent professzor és Wei Zhanhua professzor megfelelő szerzők. Ezt a kutatási munkát erősen támogatta a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány, a Fujian Tartomány Természettudományi Alapítványa és a Huaqiao Egyetem Tudományos Kutatási Alapja. (
