Lapkričio 25 d. profesoriaus Wei Zhanhua iš Liuminescencinių medžiagų ir informacijos ekrano instituto bei Huaqiao universiteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos ir profesoriaus Edwardo H. Sargento iš universiteto Elektronikos ir kompiuterių inžinerijos katedros komanda. Toronto, kartu paskelbė internetinį leidinį populiariausiame tarptautiniame akademiniame žurnale „Nature“. Tyrimo straipsnis Paskirstymo valdymas leidžia efektyviai sumažinti{1}}matmenų perovskito šviesos diodus. Šis darbas žymiai pagerina perovskito LED prietaisų veikimą ir tarnavimo laiką, nes bus pasyvus defektas ir reguliuojamas liuminescencijos centro matmenys, ir tikimasi, kad ateityje jis bus pritaikytas naujiems ekranams ir apšvietimo laukams.
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.
Metalo halogenidų perovskitai pasižymi puikiomis optoelektroninėmis savybėmis, tokiomis kaip didelis molinis ekstinkcijos koeficientas, ilgas nešlio migracijos atstumas, derinamas energijos juostos tarpas ir didelis defektų tolerancija, be to, jie gali būti plačiai pritaikyti saulės elementų ir šviesos{0}}diodų srityse. . Metalų halogenidų perovskitai gali būti skirstomi į nulinius-mačius, žemo-matmenis ir trimačius-, atsižvelgiant į mikroskopinės kristalų struktūros skirtumus. Tarp jų mažo-matmens perovskito medžiagos turi kvantinį uždarymą, didelę eksitono surišimo energiją, ne-spinduliuojanti rekombinacija yra nelengva, o šviesos efektyvumas yra didelis.
Tačiau norint sukurti efektyvias ir stabilias žemo-matmenų metalo halogenidų perovskito medžiagas šviesą-skleidžiantiems įrenginiams, vis dar yra du pagrindiniai iššūkiai: vienas yra defektų būsenų buvimas, dėl kurio formuojasi ne-radiaciniai rekombinacijos centrai, dėl kurių vyksta jonų migracija, ir tai naudinga prietaiso šviesos efektyvumui ir stabilumui; antrasis yra daugiafazių mišrių kvantinių šulinių susidarymas, dėl kurio energija bus perkelta iš plačiajuosčio tarpo kvantinio šulinio į siauros juostos tarpo kvantinį šulinį, veikiant optiniam ir elektriniam sužadinimui, ir dėl to bus išsklaidyta, o tai nėra palanki liuminescencijai. įrenginio. Efektyvumas, spalvos grynumas.
1 pav. Trijų rūšių perovskito šviesą skleidžiančių plėvelių plėvelės formavimosi schema, kurioje PEA reiškia fenetilamonio druską, TPPO – trifenilfosfino oksidą, o TFPPO – tris(4-fluorfenil)fosfino oksidą.
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.
Referencinėje grupėje netvarkinga, greita PEA ir organinių katijonų difuzija lemia netvarkingų matmenų defektų centrų ir kvantinių šulinių struktūrų atsiradimą. Eksperimentinėje grupėje P=O ryšiai TPPO ir TFPPO molekulėse gali sąveikauti su perovskito pirmtakų dribsniais per P=O:Pb2 plius sąveiką, veiksmingai reguliuojant kristalizacijos procesą ir sumažinant perovskito susidarymą. defektų centrai. Be to, gausios F grupės TFPPO gali sąveikauti su PEA ir organiniais katijonais, kurie atlieka lėto žaliavų išsiskyrimo ir kristalų augimo sulėtinimo vaidmenį, ir galiausiai sudaro aukštos-kokybės perovskito šviesą{{4} }vienodų matmenų skleidžianti plėvelė.
2(a) pav. Scheminė struktūra, skerspjūvio TEM vaizdas ir perovskito LED įrenginių energijos lygio struktūros schema; (b) atitinkamos srovės-įtampos kreivės, ryškumo-įtampos kreivės ir trijų perovskito LED įrenginių išorinis kvantinis efektyvumas- Ryškumo kreivės; c) trijų perovskito šviesos diodų įtaisų išorinio kvantinio efektyvumo statistiniai pasiskirstymai; d) trijų perovskito vienos-elektronų ir vienos skylės{7}}įtaisų srovės-įtampos kreivės; (e) TFPPO{8}}pagrįstos perovskito LED įrenginių veikimo trukmės kreivės.
Kaip parodyta 2 paveiksle, šios plėvelės paviršiaus morfologija yra vienoda ir tanki, spinduliuotės bangos ilgis yra 517 nm, spinduliuotės pusės -smailės plotis yra tik 20 nm, o fotoliuminescencijos efektyvumas yra beveik 100 procentų. Parengto žalios spalvos LED įrenginio išorinis kvantinis efektyvumas siekia net 25,6 proc., o eksploatavimo laikas siekia 2 valandas esant 7200 cd m-2 šviesumui, gerokai viršijantis iki šiol praneštų panašių įrenginių.
Profesorius Wei Zhanhua sakė, kad per pastaruosius kelerius metus gerokai pagerėjo perovskito šviesos diodų įrenginio veikimas ir eksploatavimo laikas, tačiau dar reikia daug nuveikti. Ateityje daugiau mokslininkų turės dirbti kartu, kad pagerintų pastovios -būsenos išvesties našumą, didelio-efektyvumo įrenginio pakartojamumą ir įrenginio kelių-spalvų spektrinės išvesties našumą.
Šio straipsnio pirmasis autorius yra daktaras Ma Dongxin, Toronto universiteto doktorantas. Ji atliko vienerių{0}}metų trukmės tyrimą Huaqiao universitete; Dr. Lin Kebin iš Huaqiao universiteto yra antrasis autorius ir taip pat labai prisidėjo prie šio darbo. Prof. Edward H. Sargent ir prof. Wei Zhanhua yra atitinkami autoriai. Tyrimo darbą tvirtai rėmė Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas, Fudziano provincijos gamtos mokslų fondas ir Huaqiao universiteto mokslinių tyrimų fondas.
