25 Kasım'da, Huaqiao Üniversitesi Lüminesan Malzemeler ve Bilgi Görüntüleme Enstitüsü'nden Profesör Wei Zhanhua ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu'ndan profesör Wei Zhanhua'nın ekibi ve Toronto Üniversitesi Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Edward H. Sargent'in ekibi, en iyi uluslararası akademik dergi Nature Research makale Dağıtım kontrolünde etkili bir azaltılmış boyut perovskit sağlar. Led. Bu çalışma, kusur pasivasyonu ve ışıklı merkez boyut kontrolü yoluyla perovskit LED cihazlarının performansında ve ömründe önemli bir iyileşme sağlamıştır ve gelecekte yeni ekran ve aydınlatma alanlarına uygulanması beklenmektedir.
Doğa, küresel bilimsel araştırmalardaki en önemli atılımları raporlamaya ve yorum yapmaya adanmış, dünyanın en etkili akademik dergilerinden biridir. Huaqiao Üniversitesi'nin 2018'de Nature'ın orijinal sayısını ilk kez bir iletişim birimi olarak yayınladığını belirtmek gerekir. Üç yıl sonra, Huaqiao Üniversitesi bir kez daha Nature'ın resmi makalelerini bir iletişim birimi olarak yayınladı ve okulun bilimsel araştırma seviyesinin önemli ölçüde iyileştirildiğini ve sağlıklı gelişimin hızlı şeridine girdiğini işaret etti.
Metal halide perovskitler, yüksek azı dişi yok olma katsayısı, uzun taşıyıcı göç mesafesi, ayarlanabilir bant boşluğu ve yüksek kusur toleransı gibi mükemmel optoelektronik özelliklere sahiptir. Güneş hücrelerinde ve ışık yayan diyotlarda geniş uygulama beklentilerine sahiptirler. Mikroskobik kristal yapısındaki farklılığa dayanarak, metal halid perovskitler sıfır boyutlu, düşük boyutlu ve üç boyutlu olarak ayrılabilir. Bunlar arasında, düşük boyutlu perovskit malzemesi kuantum hapsetme etkisine sahiptir, büyük bir ekssiton bağlama enerjisine sahiptir, radyatif olmayan rekombinasyon üretmek kolay değildir ve yüksek ışık verimliliğine sahiptir.
Bununla birlikte, ışık yayan cihazlar için yüksek verimli ve kararlı düşük boyutlu metal halide perovskit malzemeleri geliştirmek için hala iki büyük zorluk vardır: birincisi, kusur durumlarının varlığı, radyal olmayan rekombinasyon merkezlerinin oluşumuna neden olacak ve iyon göçüne yol açacaktır. Cihazın ışık verimliliğine ve stabilitesine elverişlidir; ikincisi, geniş bant boşluğu kuantum kuyusundan ışık ve elektriksel uyarılma altında dar bant boşluğu kuantum kuyusuna enerji transferine neden olacak çok fazlı hibrit kuantum kuyularının oluşumudur, bu da cihazın ışık emisyonu verimliliğine, renk saflığına elverişli olmayan dağılma ile sonuçlanır.
Şekil 1 PEA'nın fenetilammonyum tuzu, TPPO'nun tripenilfosfin oksiti ve TFPPO'nun tris (4-florofenil)fosfin oksiti temsil ettiği üç çeşit perovskit lüminesan ince filmin film oluşturma sürecinin şematik diyagramı.
Düşük boyutlu perovskit LED cihazlarının performansını artırmak için, Toronto Üniversitesi Edward H. Sargent ekibi ve Huaqiao Üniversitesi'nden Wei Zhanhua ekibi ortaklaşa düşük boyutlu metal halide perovskit yüzey pasivasyon-kuyu genişliği kontrol stratejisi önerdi. Şekil 1'de gösterildiği gibi, anti-solvent tarafından başlatılan kristalleşme işlemi sırasında, [PbBr6]4-, MA+ ve Cs+ iyonları önce perovskit öncü pulları oluşturur ve daha sonra PEA+ organik katyonları, düşük boyutlu perovskit lüminesans filmi üretmek için öncü pullarla etkileşime girer. Referans grubunda, PEA+ organik takozlarının bozukluğu ve hızlı difüzyonu, kusur merkezlerinin ve rastgele boyutlu kuantum kuyu yapılarının üretilmesine yol açmıştır. Deneysel grupta, TPPO ve TFPPO moleküllerindeki P=O bağı, kristalleşme sürecini etkili bir şekilde düzenleyen ve kusur merkezlerinin neslini azaltan perovskit öncü pulları P=O:Pb2+ ile etkileşime girebilir. Ek olarak, TFPPO'daki bol miktarda F grubu, hammaddelerin salınımını yavaşlatmak ve kristallerin büyümesini geciktirmek için PEA+ organik katanlarıyla etkileşime girebilir ve son olarak tek tip boyutlara sahip yüksek kaliteli bir perovskit lüminesan film oluşturabilir.
Şekil 2 (a) Perovskit LED cihazının yapısının şematik diyagramı, kesitsel iletim elektron mikroskop diyagramı ve enerji seviyesi yapısının şematik diyagramı; (b) üç perovskit LED cihazına karşılık gelen akım-gerilim eğrisi, parlaklık-voltaj eğrisi ve harici kuantum verimliliği- Parlaklık eğrisi; (c) Üç perovskit LED cihazının dış kuantum verimliliğinin istatistiksel dağılımı; (d) Üç perovskit tek elektron ve tek delikli cihazların akım gerilim eğrileri; (e) TFPPO işlemeye dayanır Perovskit LED cihazlarının çalışma ömrü eğrisi.
Şekil 2'de gösterildiği gibi, bu film 517 nm emisyon dalga boyu, sadece 20 nm yarım genişlik ve% 100'e yakın bir fotolüminesans verimliliği ile tekdüze ve yoğun bir yüzey morfolojisine sahiptir. Hazırlanan yeşil LED cihaz, şu anda bildirilen benzer cihazların çok üzerinde, 7.200 cd m-2 parlaklıkta% 25.6 harici kuantum verimliliğine ve 2 saatlik çalışma ömrüne sahiptir.
Profesör Wei Zhanhua, son birkaç yılda perovskit LED'lerin cihaz performansının ve çalışma ömrünün önemli ölçüde iyileştirildiğini, ancak daha gidilecek uzun bir yol olduğunu söyledi. Gelecekte, cihazın sabit durum çıkış performansını, yüksek verimli cihaz tekrarlanabilirliğini ve çok renkli spektral çıkış performansını iyileştirmek için birlikte çalışmak için daha fazla bilim adamı gerekir.
Makalede, Toronto Üniversitesi'nde doktora sonrası öğretim üyesi olan Dr. Ma Dongxin ilk yazardı. Huaqiao Üniversitesi'nde bir yıllık bir ziyaret araştırması yapmıştı; Huaqiao Üniversitesi'nden Dr. Kebin Lin ikinci yazardı ve aynı zamanda esere önemli katkılarda bulundu. Profesör Edward H. Sargent ve Profesör Wei Zhanhua ilgili yazarlardır. Bu araştırma çalışması Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Fujian Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı ve Huaqiao Üniversitesi Bilimsel Araştırma Fonu tarafından güçlü bir şekilde desteklenmiştir. (
