25. novembra sta ekipa profesorja Wei Zhanhua z Inštituta za luminiscenčne materiale in informacijski prikaz ter Fakultete za znanost o materialih in inženiring Univerze Huaqiao ter ekipa profesorja Edwarda H. Sargenta, Oddelek za elektronsko in računalniško inženirstvo, Univerza iz Toronta, skupaj objavili spletno publikacijo v vrhunski mednarodni akademski reviji Nature. Raziskovalna naloga Nadzor distribucije omogoča učinkovite-dimenzionalne perovskitne LED diode. To delo dosega znatno izboljšanje zmogljivosti in življenjske dobe perovskitnih LED naprav s pasivizacijo napak in regulacijo dimenzij središča luminiscence, v prihodnosti pa se pričakuje, da se bo uporabljalo na novih zaslonih in svetlobnih poljih.
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.
Kovinski halogenidni perovskiti imajo odlične optoelektronske lastnosti, kot so visok molarni ekstinkcioni koeficient, dolga migracijska razdalja nosilca, nastavljiva energijska vrzel in visoka toleranca na napake, ter imajo široke možnosti uporabe na področju sončnih celic in svetlečih{0}} diod . Kovinski halogenidni perovskiti se lahko razvrstijo na nič-nizdimenzionalne, nizko{2}}in tri-dimenzionalne glede na razliko v mikroskopski kristalni strukturi. Med njimi imajo nizko{4}}dimenzionalni perovskitni materiali učinek kvantne omejitve, veliko energijo vezave ekscitonov, ne-sevalne rekombinacije ni enostavno, svetlobna učinkovitost pa je visoka.
Vendar pa za razvoj učinkovitih in stabilnih nizko{0}}materialov kovinskih halogenidnih perovskitov za naprave, ki oddajajo svetlobo-, sta še vedno dva velika izziva: eden je obstoj defektnih stanj, kar bo vodilo do tvorba ne-sevalnih rekombinacijskih centrov, kar ima za posledico migracijo ionov, in je koristno za svetlobno učinkovitost in stabilnost naprave; drugi je tvorba večfaznih mešanih kvantnih vodnjakov, ki bodo pri optičnem in električnem vzbujanju privedli do prenosa energije iz kvantne vrtine s široko pasovno vrzeljo v kvantno vdolbino z ozkim pasom, kar bo povzročilo disipacijo, ki ni ugodna za luminiscenco. naprave. Učinkovitost, čistost barve.
Slika 1. Shematski diagram procesa tvorbe filma treh vrst perovskitnih svetlobnih-filmov, pri katerih PEA predstavlja fenetilamonijevo sol, TPPO predstavlja trifenilfosfin oksid, TFPPO pa tris(4-fluorofenil)fosfin oksid.
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 referenčni skupini neurejena, hitra difuzija PEA plus organskih kationov vodi do nastanka defektnih centrov in struktur kvantnih vdolbinic neurejenih dimenzij. V eksperimentalni skupini lahko P=O vezi v molekulah TPPO in TFPPO medsebojno delujejo s kosmiči predhodnika perovskita prek interakcij P=O:Pb2 plus, kar učinkovito uravnava proces kristalizacije in zmanjšuje nastajanje središča napak. Poleg tega lahko bogate skupine F v TFPPO medsebojno delujejo s PEA in organskimi kationi, ki igrajo vlogo počasnega sproščanja surovin in zaviranja rasti kristalov ter končno tvorijo visoko-kakovostno perovskitno svetlobo{{4} }oddajni film z enotnimi dimenzijami.
Slika 2(a) Shematska struktura, prerez-slika TEM in shematski diagram strukture energijskega nivoja perovskitnih LED naprav; (b) ustrezne tokovne-napetostne krivulje, svetlobne-napetostne krivulje in zunanje kvantne učinkovitosti treh perovskitnih LED naprav- krivulje svetlosti; (c) statistične porazdelitve zunanjih kvantnih učinkovitosti treh perovskitnih LED naprav; (d) tokovne-napetostne krivulje treh perovskitnih enoelektronskih-naprav z eno-napravo; (e) Krivulje življenjske dobe perovskitnih LED naprav na osnovi TFPPO{8}}.
Kot je prikazano na sliki 2, ima ta film enakomerno in gosto morfologijo površine, valovna dolžina emisije je 517 nm, širina emisijske polovice-vrha je le 20 nm, učinkovitost fotoluminiscence pa je blizu 100 odstotkov. Zunanja kvantna učinkovitost pripravljene zelene LED naprave je kar 25,6-odstotna, življenjska doba pa doseže 2 uri pri svetlosti 7.200 cd m-2, kar je veliko več kot pri podobnih napravah, o katerih so poročali do sedaj.
Profesor Wei Zhanhua je dejal, da sta se v zadnjih nekaj letih zmogljivost naprave in življenjska doba perovskitnih LED močno izboljšali, vendar je pred nami še dolga pot. V prihodnosti bo moralo več znanstvenikov sodelovati, da bi izboljšali izhodno zmogljivost-stacionarnega stanja, visoko-ponovljivost naprave z visoko učinkovitostjo in več-izhodno zmogljivost večbarvnega spektra naprave.
V tem prispevku je dr. Ma Dongxin, podoktorski sodelavec na Univerzi v Torontu, prvi avtor. Izvedla je eno-letno gostovanje na univerzi Huaqiao; Dr. Lin Kebin z univerze Huaqiao je drugi avtor in je prav tako pomembno prispeval k temu delu. Prof. Edward H. Sargent in prof. Wei Zhanhua sta ustrezna avtorja. Raziskovalno delo so močno podprli Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske, Naravoslovna fundacija province Fujian in Sklad za znanstveno raziskovanje Univerze Huaqiao.
