Baru-baru ini, kelompok penelitian Profesor Liangsheng Liao dari Universitas Soochow dan kolaborator mereka menerbitkan sebuah makalah berjudul "Electroluminescence Near-Infrared Efficient from Lanthanide-Doped Perovskite Quantum Cutters" di Angew. kimia Int. Ed.
Makalah ini menunjukkan LED inframerah-dekat yang sangat efisien dengan EQE puncak 7,7 persen pada panjang gelombang pusat 990 nm, mewakili LED berbasis perovskit yang paling efisien dengan panjang gelombang emisi di atas 850 nm.
Perkenalan
Nanocrystals Perovskite (PenCs) menunjukkan pendaran ukuran dan komposisi yang dapat disetel dengan efisiensi tinggi dan kemurnian warna tinggi dalam cahaya tampak. Namun, mendapatkan electroluminescence (EL) yang efisien di wilayah near-infrared (NIR) merupakan tantangan, sehingga membatasi potensi aplikasinya.
Di sini, kami mendemonstrasikan dioda pemancar cahaya (LED) inframerah-dekat yang sangat efisien yang memperluas panjang gelombang EL hingga 1000 nm dengan doping ion ytterbium ke dalam matriks PeNC (Yb3 plus: PeNCs), yang secara langsung peka oleh matriks PeNC. Yb3 ditambah ion untuk mencapai. Proses penjahitan kuantum yang efisien memungkinkan Yb3 plus :PenCs mencapai hasil kuantum photoluminescence (PLQYs) setinggi 126 persen .
Menggunakan rekayasa komposisi halida dan strategi pasivasi permukaan untuk meningkatkan PLQY dan mengisi keseimbangan transportasi, kami mendemonstrasikan LED inframerah-dekat yang sangat efisien dengan EQE puncak 7,7 persen pada panjang gelombang pusat 990 nm, mewakili efisiensi tertinggi untuk panjang gelombang emisi di atas 850 nm . LED berbasis Perovskite.
Poin inovatif: Dalam penelitian ini, kami memasukkan ion ytterbium ke dalam kristal nano perovskit untuk memperpanjang panjang gelombang elektroluminesensi hingga 1000 nm. Efek sinergis dari kontrol stoikiometri halida dan pasivasi permukaan memungkinkan kami mewujudkan LED inframerah-dekat yang sangat efisien dengan EQE puncak 7,7 persen , efisiensi tertinggi sejauh ini di antara OLED dan PeleD dengan panjang gelombang puncak melebihi 850 nm.
Panduan grafis
Gambar 1 a) Gambar TEM dan pemetaan unsur Yb3 plus :PenCs, sisipan gambar TEM menunjukkan pola difraksi kristal. b) Pola XRD, c) IR PLQY, d) Spektrum PL, e) Penyerapan berbagai stoikiometri halida dari Yb3 plus :CsPb(Cl1-xBrx)3 PenNCs. f) Yb3 plus : Mekanisme transfer energi PeNCs, tiga jalur rekombinasi masing-masing dilambangkan sebagai (1), (2), dan (3). g) Spektrum TA pada penundaan probe pompa yang dipilih. h) Peluruhan sinyal TA yang dinormalisasi pada 450 nm versus waktu untuk Yb3 plus :PeNCs dengan konsentrasi doping nominal yang berbeda.
Gambar 2 a) Diagram skematik struktur perangkat PeLED inframerah-dekat berdasarkan Yb3 plus : CsPb(Cl1-xBrx)3 NC emitor. b) Diagram pita energi. c) Distribusi daya saluran energi cahaya di dalam LED inframerah-dekat. d) Berdasarkan karakteristik EQE dan J PeLEDs dari Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC emitor, EQE dihitung hanya dengan mempertimbangkan puncak inframerah-dekat. e) PLQY dari film PeNC dan EQE puncak (nilai rata-rata) dari PeLED NIR pada panjang gelombang eksitonik yang berbeda. f) Spektra EL sesuai dengan deviasi yang berbeda dari 3,2 V hingga 6 V, dengan ukuran langkah 0.2V. Inset menunjukkan spektrum EL dari PeLED yang dioperasikan pada 3,2 V.
Gambar 3a) Inset menunjukkan struktur molekul BTC. b) EQE - karakteristik kerapatan arus. c) Histogram EQE puncak perangkat LED murni (kurva biru) dan pasif (kurva merah). Kurva JV dari perangkat hole-only d) dan perangkat elektron-only e) berdasarkan Yb3 murni dan pasif ditambah :PeNCs. Garis putus-putus hitam menunjukkan tegangan pengisian perangkap. f) Perbandingan EQE puncak antara perangkat kami, PeLD NIR dan OLED yang dilaporkan sebelumnya (panjang gelombang puncak EL lebih dari 850 nm).
Gambar 4 a) Mekanisme pasivasi permukaan Yb3 plus : PenNCs. Spektrum XPS dari Yb3 murni dan pasif ditambah : Yb 4d; b) Spektra XPS dari Pb 4f5/2 dan 4f7/2 c). d) Spektrum transmisi FTIR dari benzil tiosianat, Yb3 murni dan pasif ditambah : PeNCs. e) Peluruhan PL sementara dari Yb3 murni dan pasif ditambah :PeNCs diperoleh pada panjang gelombang 480 nm. f) PLQY emisi eksitasi residual pada 480 nm (kurva biru) dari PeNCs dan PLQY emisi inframerah-dekat Yb3 plus ion pada 990 nm (kurva merah muda).
