Pada tanggal 25 November, tim Profesor Wei Zhanhua dari Institut Bahan Berpendar dan Tampilan Informasi, dan Sekolah Ilmu dan Teknik Material, Universitas Huaqiao, dan tim Profesor Edward H. Sargent, Departemen Teknik Elektronik dan Komputer, Universitas dari Toronto, bersama-sama menerbitkan publikasi online di jurnal akademik internasional terkemuka Nature. Makalah penelitian Kontrol distribusi memungkinkan LED perovskit berdimensi rendah-efisien. Pekerjaan ini mencapai peningkatan yang signifikan dalam kinerja dan masa pakai perangkat LED perovskit melalui pasivasi cacat dan regulasi dimensi pusat pendaran, dan diharapkan dapat diterapkan pada tampilan baru dan bidang pencahayaan di masa mendatang.
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.
Perovskit halida logam memiliki sifat optoelektronik yang sangat baik, seperti koefisien kepunahan molar yang tinggi, jarak migrasi pembawa yang panjang, celah pita energi yang dapat disetel, dan toleransi cacat yang tinggi, dan memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang sel surya dan-dioda pemancar cahaya . Perovskit halida logam dapat diklasifikasikan menjadi nol-dimensi, rendah-dimensi, dan tiga-dimensi berdasarkan perbedaan struktur kristal mikroskopis. Diantaranya, bahan perovskit berdimensi rendah-memiliki efek kurungan kuantum, energi ikat eksiton besar, rekombinasi non-radiatif tidak mudah terjadi, dan efisiensi cahaya tinggi.
Namun, untuk mengembangkan bahan perovskit halida logam berdimensi rendah-yang efisien dan stabil untuk perangkat pemancar-cahaya, masih ada dua tantangan utama: satu adalah keberadaan keadaan cacat, yang akan mengarah pada pembentukan pusat rekombinasi non-radiatif, menghasilkan migrasi ion, dan bermanfaat bagi efisiensi dan stabilitas perangkat; yang kedua adalah pembentukan sumur kuantum campuran multifase, yang akan mengarah pada transfer energi dari sumur kuantum celah pita lebar ke sumur kuantum celah pita sempit di bawah eksitasi optik dan listrik, menghasilkan disipasi, yang tidak kondusif untuk pendaran dari perangkat. Efisiensi, kemurnian warna.
Gambar 1. Diagram skematis proses pembentukan film dari tiga jenis film pemancar cahaya-perovskit, di mana PEA mewakili garam fenetilamonium, TPPO mewakili trifenilfosfin oksida, dan TFPPO mewakili tris(4-fluorofenil)fosfin oksida.
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.
Dalam kelompok referensi, difusi cepat PEA plus kation organik yang tidak teratur mengarah pada penciptaan pusat cacat dan struktur sumur kuantum dengan dimensi yang tidak teratur. Dalam kelompok eksperimen, ikatan P=O dalam molekul TPPO dan TFPPO dapat berinteraksi dengan serpihan prekursor perovskit melalui interaksi P=O:Pb2 plus, yang secara efektif mengatur proses kristalisasi dan mengurangi pembentukan pusat-pusat cacat. Selain itu, gugus F yang melimpah di TFPPO dapat berinteraksi dengan PEA plus kation organik, yang berperan sebagai pelepasan lambat bahan mentah dan penghambatan pertumbuhan kristal, dan akhirnya membentuk-cahaya perovskit berkualitas tinggi{{4} }memancarkan film dengan dimensi seragam.
Gambar 2(a) Struktur skema, gambar TEM penampang-bagian dan diagram skema struktur tingkat energi perangkat LED perovskit; (b) kurva tegangan-yang sesuai, kurva tegangan-kecerahan, dan efisiensi kuantum eksternal dari tiga perangkat LED perovskit- Kurva kecerahan; (c) distribusi statistik efisiensi kuantum eksternal dari tiga perangkat LED perovskit; (d) kurva tegangan-arus dari tiga perangkat perovskit tunggal-elektron dan lubang-tunggal; (e) Kurva masa pakai operasi berbasis TFPPO-dari perangkat LED perovskit.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, film ini memiliki morfologi permukaan yang seragam dan padat, panjang gelombang emisi 517 nm, lebar puncak separuh-emisi hanya 20 nm, dan efisiensi fotoluminesensi mendekati 100 persen . Efisiensi kuantum eksternal dari perangkat LED hijau yang disiapkan setinggi 25,6 persen , dan masa operasi mencapai 2 jam pada kecerahan 7.200 cd m-2, jauh melebihi perangkat serupa yang dilaporkan sejauh ini.
Profesor Wei Zhanhua mengatakan bahwa dalam beberapa tahun terakhir, kinerja perangkat dan masa pakai LED perovskit telah meningkat secara signifikan, tetapi jalan masih panjang. Di masa depan, lebih banyak ilmuwan perlu bekerja sama untuk meningkatkan kinerja keluaran-status yang stabil, kemampuan pengulangan perangkat-efisiensi tinggi, dan kinerja keluaran spektral multi-warna dari perangkat.
Dalam makalah ini, Dr. Ma Dongxin, seorang rekan pascadoktoral di Universitas Toronto, adalah penulis pertama. Dia telah melakukan penelitian kunjungan selama-tahun di Universitas Huaqiao; Dr. Lin Kebin dari Universitas Huaqiao adalah penulis kedua dan juga telah memberikan kontribusi penting untuk pekerjaan ini. Prof Edward H. Sargent dan Prof Wei Zhanhua adalah penulis yang sesuai. Pekerjaan penelitian telah sangat didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional China, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Provinsi Fujian dan Dana Penelitian Ilmiah Universitas Huaqiao.
