Nesen profesora Xiao Zhengguo pētnieku grupa no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Fizikas skolas, Ķīnas Zinātņu akadēmijas Stipri savienoto kvantu materiālu fizikas galvenās laboratorijas un Hefei Nacionālā mikromēroga materiālu zinātnes centra ir padarījusi svarīgu. progresu efektīvu un stabilu perovskīta monokristālu sagatavošanas jomāGaismas diodes.

Pētnieku komanda ir izaudzējusi augstas kvalitātes, liela laukuma un īpaši plānus perovskīta monokristālus, izmantojot telpas ierobežošanas metodi, un sagatavojusi perovskīta monokristālu LED ar spilgtumu vairāk nekā 86 000 cd/m2 un kalpošanas laiku līdz 12 500 h. pirmo reizi, kas ir spēris nozīmīgu soli pretī perovskīta LED lietošanai cilvēkiemapgaismojums. Attiecīgie sasniegumi ar nosaukumu “Augsti spilgtas un stabilas viena kristāla perovskīta gaismas diodes” tika publicēti Nature Photonics 27. februārī.

Metāla halogenīdu perovskīts ir kļuvis par jaunas paaudzes LED displeju un apgaismojuma materiāliem, pateicoties tā regulējamam viļņa garumam, šaurajam puspīķa platumam un sagatavošanai zemai temperatūrai. Pašlaik perovskīta LED (PeLED) ārējā kvantu efektivitāte (EQE), kuras pamatā ir polikristāliskā plānā plēve, ir pārsniegusi 20%, kas ir salīdzināma ar komerciālo organisko LED (OLED). Pēdējos gados lielākā daļa ziņoto augstas efektivitātes perovskīta kalpošanas laiksLED ierīcessvārstās no simtiem līdz tūkstošiem stundu, joprojām atpaliekot no OLED. Ierīces stabilitāti ietekmēs tādi faktori kā jonu kustība, nelīdzsvarota nesēja implantācija un darbības laikā radītais džoulu siltums. Turklāt nopietnā Auger rekombinācija polikristāliskā perovskīta ierīcēs arī ierobežo ierīču spilgtumu.

Reaģējot uz iepriekš minētajām problēmām, Xiao Zhengguo pētnieku grupa izmantoja telpas ierobežošanas metodi, lai audzētu perovskīta monokristālus uz substrāta in situ. Pielāgojot augšanas apstākļus, ieviešot organiskos amīnus un polimērus, tika efektīvi uzlabota kristālu kvalitāte, tādējādi sagatavojot kvalitatīvus MA0.8FA0.2PbBr3 plānus monokristālus ar minimālo biezumu 1,5 μm. Virsmas raupjums ir mazāks par 0,6 nm, un iekšējās fluorescences kvantu iznākums (PLQYINT) sasniedz 90%. Perovskīta monokristāla LED ierīcei, kas sagatavota ar plānu monokristālu kā gaismu izstarojošo slāni, EQE ir 11,2%, spilgtums ir vairāk nekā 86 000 cd/m2 un kalpošanas laiks ir 12 500 h. Sākotnēji tas ir sasniedzis komercializācijas slieksni un ir kļuvis par vienu no šobrīd stabilākajām perovskīta LED ierīcēm.

Iepriekš minētais darbs pilnībā parāda, ka plāna perovskīta monokristāla kā gaismu izstarojošā slāņa izmantošana ir iespējams risinājums stabilitātes problēmai un ka perovskīta monokristāla LED ir liela perspektīva cilvēka apgaismojuma un displeja jomā.