25. novembril avaldas Huaqiao ülikooli luminestsentsmaterjalide ja teabe väljapaneku instituudi ning materjaliteaduse ja -tehnika kooli professori Edward H. Sargenti meeskond toronto ülikooli elektroonika- ja arvutitehnika osakonna professori Wei Zhanhua meeskond ühiselt veebiväljaande rahvusvahelises tippajakirjas Nature Research paper Distribution Control võimaldab tõhusat vähendatud mõõtmetega perovskite Led. See töö on saavutanud perovskite LED-seadmete jõudluse ja eluea olulise paranemise defektide passivatsiooni ja helendava keskmõõtme juhtimise kaudu ning seda eeldatavasti rakendatakse seda tulevikus uutele ekraani- ja valgustusväljadele.
Loodus on üks mõjukamaid akadeemilisi ajakirju maailmas, mis on pühendatud ülemaailmsete teadusuuringute kõige olulisemate läbimurrete aruandlusele ja kommenteerimisele. Väärib märkimist, et 2018. aastal avaldas Huaqiao ülikool esmakordselt looduse kui kommunikatsiooniüksuse algse numbri. Kolm aastat hiljem avaldas Huaqiao Ülikool taas looduse ametlikud dokumendid kommunikatsiooniüksusena, märkides, et kooli teadusuuringute tase on oluliselt paranenud ja see on sisenenud tervisliku arengu kiiresse rajale.
Metallhalogeniidi perovskiididel on suurepärased optoelektroonilised omadused, nagu kõrge molaarse väljasuremise koefitsient, pikk kandja rändekaugus, reguleeritav riba ja kõrge defektitaluvus. Neil on laialdased rakendusväljavaated päikesepatareides ja valgust kiirgavates dioodides. Mikroskoopilise kristallstruktuuri erinevuse põhjal võib metallhalogeniidi perovskiid jagada nullmõõtmelisteks, madalamõõtmelisteks ja kolmemõõtmelisteks. Nende hulgas on madalamõõtmelisel perovskiitmaterjalil kvantvangistusefekt, sellel on suur eksitoni siduv energia, seda ei ole lihtne toota mitteradiatiivset rekombinatsiooni ja sellel on kõrge valgustõhusus.
Kuid selleks, et arendada valguskiirgavate seadmete jaoks kõrge efektiivsusega ja stabiilseid madalamõõtmelisi metallhalogeniidi perovskite materjale, on veel kaks suurt väljakutset: esiteks põhjustab defektiseisundite olemasolu mitteradiatiivsete rekombinatsioonikeskuste moodustumist, mis viib ioonide migratsioonini. See soodustab seadme helendavat efektiivsust ja stabiilsust; teine on mitmefaasiliste hübriidsete kvantkaevude moodustumine, mis põhjustab energiaülekannet laia riba lõhe kvantkaevult kitsa ribavahe kvantkaevu valguse ja elektrilise ergastuse all, mille tulemuseks on hajumine, mis ei soodusta seadme valguse emissiooni Tõhusus, värvi puhtus.
Joonis 1 Kolme tüüpi perovskite luminestseeruvate õhukeste kilede moodustumisprotsessi skemaatne skeem, kus PEA esindab fenetüülammooniumsoola, TPPO trihenüülfosfiinoksiidi ja TFPPO tris(4-fluorofenüül)fosfiinoksiid.
Madalamõõtmeliste perovskite LED-seadmete jõudluse parandamiseks pakkusid Toronto ülikooli Edward H. Sargenti meeskond ja Huaqiao ülikooli Wei Zhanhua meeskond ühiselt välja madalamõõtmelise metallhalogeniidi perovskite pinna passivatsiooni-hästi laiuse juhtimise strateegia. Nagu on näidatud joonisel 1, moodustavad [PbBr6]4-, MA+ ja Cs+ ioonid lahustivastase kristalliseerumisprotsessi ajal kõigepealt perovskite lähtehelbed ja seejärel PEA + orgaanilised katioonid interakteeruvad lähtehelvestega, et tekitada madalamõõtmelist perovskite luminestsentskilet. Võrdlusrühmas viis PEA + orgaaniliste katioonide häire ja kiire difusioon defektikeskuste ja juhuslikult mõõtmetega kvantkaevude struktuuride tekkeni. Katserühmas võib P = O side TPPO ja TFPPO molekulides suhelda perovskite lähtehelvestega P = O: Pb2 +, mis reguleerib tõhusalt kristalliseerimisprotsessi ja vähendab defektikeskuste teket. Lisaks võivad TFPPO rikkalikud F-rühmad suhelda PEA + orgaaniliste katioonidega, et aeglustada toorainete vabanemist ja aeglustada kristallide kasvu ning lõpuks moodustada kvaliteetse perovskite luminestseeruva kile, millel on ühtlased mõõtmed.
Joonis 2 punkt a) Perovskite LED-seadme struktuuri skemaatne skeem, läbilõikeline ülekande elektronmikroskoobi skeem ja energiataseme struktuuri skemaatiline diagramm; b) voolupinge kõver, heleduspinge kõver ja väline kvantefektiivsus, mis vastab kolmele perovskiit-LED-seadmele - heleduskõver; c) kolme perovskite LED-seadme välise kvantefektiivsuse statistiline jaotus; d) kolme perovskite ühe elektron- ja üheavaseadme voolupinge kõverad; e) Põhineb TFPPO töötlemisel Perovskite LED-seadmete tööiga.
Nagu joonisel 2 näidatud, on sellel kilel ühtlane ja tihe pinna morfoloogia, mille emissiooni lainepikkus on 517 nm, poollaius vaid 20 nm ja fotoluminestsentsi efektiivsus ligi 100%. Valmistatud rohelise LED-seadme väline kvantefektiivsus on 25,6% ja tööiga 2 tundi heledusega 7200 cd m-2, mis ületab kaugelt sarnaseid seadmeid, millest praegu teatatakse.
Professor Wei Zhanhua ütles, et viimastel aastatel on perovskiit-LEDide seadme jõudlus ja tööiga oluliselt paranenud, kuid veel on veel pikk tee minna. Tulevikus on vaja rohkem teadlasi, et teha koostööd, et parandada seadme püsiva oleku väljundjõudsust, suure tõhususega seadme korratavust ja mitmevärvilist spektraalset väljundjõudsust.
Toronto ülikooli doktor Ma Dongxin oli esimene autor. Ta oli läbi viinud üheaastase külastusuuringu Huaqiao ülikoolis; Dr Kebin Lin Huaqiao Ülikoolist oli teine autor ja tegi ka olulise panuse töösse. Professor Edward H. Sargent ja professor Wei Zhanhua on vastavad autorid. Seda uurimistööd on tugevalt toetanud Hiina riiklik loodusteaduste sihtasutus, Fujiani provintsi loodusteaduste sihtasutus ja Huaqiao ülikooli teadusuuringute fond. (
