Pred kratkim je raziskovalna skupina profesorja Liangsheng Liao z univerze Soochow in njihovih sodelavcev objavila članek z naslovom "Učinkovita bližnja infrardeča elektroluminiscenca iz perovskitnih kvantnih rezalnikov, dopiranih z lantanidi" na Angewu. Chem. Int. Ed.
Članek prikazuje visoko učinkovito bližnjo infrardečo LED z vrhom EQE 7,7 odstotka pri osrednji valovni dolžini 990 nm, ki predstavlja najučinkovitejše LED na osnovi perovskita z emisijskimi valovno dolžino nad 850 nm.
Uvod
Perovskitni nanokristali (PeNC) kažejo luminiscenco, ki jo je mogoče prilagoditi velikosti in sestavi, z visoko učinkovitostjo in visoko čistostjo barv v vidni svetlobi. Vendar pa je pridobivanje učinkovite elektroluminiscence (EL) v bližnjem infrardečem območju (NIR) izziv, kar omejuje njene potencialne uporabe.
Tukaj prikazujemo visoko učinkovito bližnjo infrardečo svetlečo diodo (LED), ki razširi valovno dolžino EL na 1000 nm z dopiranjem iterbijevih ionov v matriko PeNC (Yb3 plus: PeNC), ki je neposredno občutljiva z matriko PeNC. Yb3 plus ion doseči. Učinkovit postopek kvantnega krojenja omogoča, da Yb3 plus :PeNCs dosežejo kvantne izkoristke fotoluminiscence (PLQY) do 126 odstotkov.
Z uporabo inženiringa halogenidne sestave in strategij površinske pasivizacije za izboljšanje PLQY in ravnotežja med transportom naboja prikazujemo visoko učinkovito bližnjo infrardečo LED z vrhom EQE 7,7 odstotka pri osrednji valovni dolžini 990 nm, kar predstavlja najvišjo učinkovitost za valovne dolžine emisij nad 850 nm . LED na osnovi perovskita.
Inovativna točka: V tej študiji smo dopirali iterbijeve ione v nanokristale perovskita, da bi podaljšali valovno dolžino elektroluminiscence na 1000 nm. Sinergijski učinek nadzora halogenidne stehiometrije in pasivacije površine nam omogoča realizacijo visoko učinkovitih LED diod v bližini infrardečega spektra z najvišjo vrednostjo EQE 7,7 odstotka, kar je največja učinkovitost doslej med OLED in PeLED z najvišjo valovno dolžino, ki presega 850 nm.
Grafični vodnik
Slika 1 a) TEM slika in elementno preslikavo Yb3 plus :PeNC, vložek TEM slike prikazuje kristalni uklonski vzorec. b) XRD vzorec, c) IR PLQY, d) PL spekter, e) Absorpcija različnih stehiometrij halogenidov Yb3 plus :CsPb(Cl1-xBrx)3 PeNC. f) Yb3 plus : Mehanizem prenosa energije PeNC, tri rekombinacijske poti so označene kot (1), (2) oziroma (3). g) Spektri TA pri izbranih zakasnitvah črpalke in sonde. h) Normalizirano upadanje signala TA pri 450 nm glede na čas za Yb3 plus :PeNC z različnimi nominalnimi koncentracijami dopinga.
Slika 2 a) Shematski diagram strukture naprave skoraj infrardečih PeLED na osnovi Yb3 plus : CsPb(Cl1-xBrx)3 NC oddajnika. b) Energijski pasovni diagram. c) Porazdelitev moči kanala svetlobne energije znotraj bližnje infrardeče LED. d) Na podlagi značilnosti EQE in J PeLED oddajnika Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC je EQE izračunan ob upoštevanju samo bližnjega infrardečega vrha. e) PLQY filmov PeNC in najvišje vrednosti EQE (srednje vrednosti) NIR PeLED pri različnih ekscitoničnih valovnih dolžinah. f) EL spektri, ki ustrezajo različnim odstopanjem od 3,2 V do 6 V, z velikostjo koraka 0.2V. Vložek prikazuje EL spekter PeLED, ki deluje pri 3,2 V.
Slika 3a) Vložek prikazuje molekularno strukturo BTC. b) EQE - karakteristike tokovne gostote. c) Peak EQE histogrami nedotaknjenih (modra krivulja) in pasiviziranih (rdeča krivulja) naprav LED. JV krivulje naprav samo z luknjami d) in naprav samo z elektroni e) na osnovi neokrnjenih in pasiviranih Yb3 plus :PeNC. Črna črtkana črta označuje polnilno napetost pasti. f) Primerjava najvišjega EQE med našimi napravami, predhodno prijavljenimi NIR PeLD in OLED (EL najvišje valovne dolžine nad 850 nm).
Slika 4 a) Mehanizem površinske pasivizacije Yb3 plus: PeNC. XPS spektri neokrnjenega in pasiviranega Yb3 plus : Yb 4d; b) XPS spektra Pb 4f5/2 in 4f7/2 c). d) Transmisijski spektri FTIR benzil tiocianata, neokrnjenega in pasiviranega Yb3 plus : PeNC. e) Prehodni razpad PL neokrnjenih in pasiviranih Yb3 plus :PeNC, dobljen pri valovni dolžini 480 nm. f) PLQY preostale emisije ekscitonov pri 480 nm (modra krivulja) PeNC in PLQY skoraj infrardeče emisije ionov Yb3 plus pri 990 nm (roza krivulja).
