A közelmúltban Xiao Zhengguo professzor kutatócsoportja a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem Fizikai Iskolájából, a Kínai Tudományos Akadémia Erősen Kapcsolt Kvantum Anyagfizikai Laboratóriumából és a Hefei Nemzeti Mikroméretű Anyagtudományi Kutatóközpontból fontosnak tartotta. előrelépés a hatékony és stabil perovszkit egykristály előállítása terénLED-ek.

A kutatócsoport kiváló minőségű, nagy felületű és ultravékony perovszkit egykristályokat termesztett térszűkítési módszerrel, valamint 86000 cd/m2-nél nagyobb fényerővel és akár 12500 órás élettartammal rendelkező perovszkit egykristályos LED-et készített. első alkalommal, ami fontos lépést tett a perovszkit LED emberben történő alkalmazása felévilágítás. A vonatkozó eredményeket „Nagy fényerejű és stabil egykristály perovszkit fénykibocsátó diódák” címmel a Nature Photonics február 27-én tették közzé.

A fémhalogenid-perovszkit a LED-kijelzők és világítási anyagok új generációja lett hangolható hullámhosszának, keskeny félcsúcsszélességének és alacsony hőmérsékletű előkészítésének köszönhetően. Jelenleg a polikristályos vékonyrétegen alapuló perovszkit LED (PeLED) külső kvantumhatékonysága (EQE) meghaladta a 20%-ot, ami összehasonlítható a kereskedelmi forgalomban lévő szerves LED-ekkel (OLED). Az elmúlt években a legtöbb jelentett nagy hatékonyságú perovszkit élettartamaLED-es készülékekszáztól több ezer óráig terjed, még mindig lemaradva az OLED-ek mögött. Az eszköz stabilitását olyan tényezők befolyásolják, mint az ionok mozgása, a hordozó kiegyensúlyozatlan beültetése és a működés közben keletkező joule hő. Emellett a polikristályos perovszkit eszközökben tapasztalható komoly Auger-rekombináció is korlátozza az eszközök fényerejét.

A fenti problémákra válaszul Xiao Zhengguo kutatócsoportja a térkorlátozási módszert alkalmazta perovszkit egykristályok in situ szubsztrátumon történő növesztésére. A növekedési feltételek beállításával, szerves aminok és polimerek bevezetésével a kristályminőséget hatékonyan javítottuk, így kiváló minőségű MA0.8FA0.2PbBr3 vékony egykristályokat állítottunk elő, minimum 1,5 μm vastagságban. A felületi érdesség kisebb, mint 0,6 nm, és a belső fluoreszcencia kvantumhozam (PLQYINT) eléri a 90%-ot. A fénykibocsátó rétegként vékony egykristályból készült perovskit egykristályos LED készülék EQE-je 11,2%, fényereje több mint 86000 cd/m2, élettartama pedig 12500 óra. Kezdetben elérte a kereskedelmi forgalomba kerülés küszöbét, és jelenleg az egyik legstabilabb perovszkit LED-eszközzé vált.

A fenti munka teljes mértékben bizonyítja, hogy a vékony perovszkit egykristály fénykibocsátó rétegként való felhasználása megvalósítható megoldás a stabilitási problémára, és hogy a perovszkit egykristályos LED-nek nagy kilátásai vannak az emberi világítás és kijelző területén.