Hiljuti on professor Xiao Zhengguo uurimisrühm Hiina Teaduste ja Tehnoloogiaülikooli füüsikakoolist, Hiina Teaduste Akadeemia tugevalt sidestatud kvantmaterjalide füüsika võtmelaborist ja Hefei riiklikust mikroskaala materjaliteaduse uurimiskeskusest oluliseks teinud. edusammud tõhusa ja stabiilse perovskiidi monokristalli valmistamise alalLEDid.

Uurimisrühm on kasvatanud ruumipiirangu meetodil kvaliteetseid, suure pindalaga ja üliõhukesi perovskiidist monokristalle ning valmistanud perovskiidist monokristall-LED, mille heledus on üle 86000 cd/m2 ja eluiga kuni 12500 h. esimest korda, mis on astunud olulise sammu perovskiit-LED-i rakendamisel inimestelvalgustus. Vastavad saavutused pealkirjaga “Kõrge eredad ja stabiilsed ühekristallilised perovskite valgusdioodid” avaldati 27. veebruaril ajakirjas Nature Photonics.

Metallhalogeniidperovskiidist on saanud uue põlvkonna LED-ekraan ja valgustusmaterjalid tänu oma häälestatavale lainepikkusele, kitsale poolpiigi laiusele ja madalatemperatuurilisele ettevalmistusele. Praegu on polükristallilisel õhukesel kilel põhineva perovskiit-LED-i (PeLED) väline kvanttõhusus (EQE) ületanud 20%, mis on võrreldav kaubandusliku orgaanilise LED-iga (OLED). Viimastel aastatel on enamiku teatatud kõrge efektiivsusega perovskite kasutusigaLED-seadmedulatub sadadest tuhandeteni, jäädes endiselt OLED-idest maha. Seadme stabiilsust mõjutavad sellised tegurid nagu ioonide liikumine, tasakaalustamata kandja implantatsioon ja töö käigus tekkiv džauli soojus. Lisaks piirab tõsine Augeri rekombinatsioon polükristallilistes perovskiitseadmetes ka seadmete heledust.

Vastuseks ülaltoodud probleemidele kasutas Xiao Zhengguo uurimisrühm ruumi piiramise meetodit, et kasvatada substraadil perovskiidi üksikkristalle in situ. Kasvutingimuste kohandamisega, orgaaniliste amiinide ja polümeeride kasutuselevõtuga parandati tõhusalt kristallide kvaliteeti, valmistades seeläbi kvaliteetseid MA0.8FA0.2PbBr3 õhukesi monokristalle minimaalse paksusega 1,5 μm. Pinna karedus on alla 0,6 nm ja sisemine fluorestsentsi kvantsaagis (PLQYINT) ulatub 90% -ni. Perovskiidist monokristall-LED-seadmel, mis on valmistatud valgust kiirgava kihina õhukese monokristalliga, on EQE 11,2%, heledus üle 86000 cd/m2 ja eluiga 12500 tundi. See on esialgu jõudnud kommertsialiseerimise lävele ja sellest on saanud praegu üks stabiilsemaid perovskite LED-seadmeid.

Ülaltoodud töö näitab täielikult, et õhukese perovskiidist monokristalli kasutamine valgust kiirgava kihina on stabiilsusprobleemi teostatav lahendus ja et perovskiit monokristall-LEDil on inimeste valgustuse ja kuvari valdkonnas suur väljavaade.