Pada 25 November, pasukan Profesor Wei Zhanhua dari Institut Paparan Bahan dan Maklumat Bercahaya, dan Pusat Pengajian Sains dan Kejuruteraan Bahan, Universiti Huaqiao, dan pasukan Profesor Edward H. Sargent, Jabatan Kejuruteraan Elektronik dan Komputer, Universiti Toronto, bersama-sama menerbitkan penerbitan dalam talian dalam jurnal akademik antarabangsa Nature. Kertas penyelidikan Kawalan pengedaran membolehkan{1}}LED perovskit dimensi berkurangan yang cekap. Kerja ini mencapai peningkatan yang ketara dalam prestasi dan jangka hayat peranti LED perovskite melalui pempasifan kecacatan dan peraturan dimensi pusat pendaran, dan dijangka akan digunakan pada medan paparan dan pencahayaan baharu pada masa hadapan.
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 logam halida mempunyai sifat optoelektronik yang sangat baik, seperti pekali kepupusan molar yang tinggi, jarak migrasi pembawa yang panjang, jurang jalur tenaga boleh melaras dan toleransi kecacatan yang tinggi, serta mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang sel suria dan diod pemancar cahaya- . Perovskit logam halida boleh diklasifikasikan kepada sifar-dimensi,-rendah dan tiga-dimensi berdasarkan perbezaan dalam struktur hablur mikroskopik. Antaranya, bahan perovskit berdimensi-rendah mempunyai kesan kurungan kuantum, tenaga pengikat exciton yang besar,-penggabungan semula bukan sinaran tidak mudah berlaku dan kecekapan bercahaya adalah tinggi.
Walau bagaimanapun, untuk membangunkan bahan perovskit halida logam berdimensi rendah-rendah dan stabil untuk-peranti pemancar cahaya, masih terdapat dua cabaran utama: satu ialah kewujudan keadaan kecacatan, yang akan membawa kepada pembentukan bukan-pusat penggabungan semula sinaran, mengakibatkan penghijrahan ion, dan Ia bermanfaat kepada kecekapan bercahaya dan kestabilan peranti; yang kedua ialah pembentukan telaga kuantum bercampur berbilang fasa, yang akan membawa kepada pemindahan tenaga dari telaga kuantum jurang jalur lebar ke telaga kuantum jurang jalur sempit di bawah pengujaan optik dan elektrik, mengakibatkan pelesapan, yang tidak kondusif kepada pendaran. daripada peranti itu. Kecekapan, kesucian warna.
Rajah 1. Gambarajah skematik proses pembentukan filem bagi tiga jenis filem pemancar cahaya-perovskit, di mana PEA mewakili garam phenethylammonium, TPPO mewakili triphenylphosphine oxide dan TFPPO mewakili tris(4-fluorophenyl)phosphine oxide.
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 kumpulan rujukan, penyebaran PEA serta kation organik yang tidak teratur dan pantas membawa kepada penciptaan pusat kecacatan dan struktur telaga kuantum dengan dimensi tidak teratur. Dalam kumpulan eksperimen, ikatan P=O dalam molekul TPPO dan TFPPO boleh berinteraksi dengan serpihan prekursor perovskit melalui interaksi P=O:Pb2 tambah, mengawal proses penghabluran dengan berkesan dan mengurangkan penjanaan pusat kecacatan. Selain itu, kumpulan F yang banyak dalam TFPPO boleh berinteraksi dengan PEA serta kation organik, yang memainkan peranan pelepasan perlahan bahan mentah dan melambatkan pertumbuhan kristal, dan akhirnya membentuk-cahaya perovskit berkualiti tinggi{{4} } mengeluarkan filem dengan dimensi seragam.
Rajah 2(a) Struktur skematik,-imej TEM keratan rentas dan gambar rajah skema struktur aras tenaga peranti LED perovskit; (b) semasa-lengkung voltan, kecerahan-lengkung voltan dan kecekapan kuantum luaran tiga peranti LED perovskit- lengkung kecerahan; (c) taburan statistik kecekapan kuantum luaran tiga peranti LED perovskite; (d)-lengkung voltan semasa bagi tiga peranti-perovskit tunggal dan lubang-tunggal; (e) Berasaskan TFPPO-Keluk seumur hidup operasi peranti LED perovskite.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, filem ini mempunyai morfologi permukaan yang seragam dan padat, panjang gelombang pancaran ialah 517 nm, separuh pelepasan-lebar puncak hanya 20 nm, dan kecekapan fotoluminesensi adalah hampir 100 peratus . Kecekapan kuantum luaran peranti LED hijau yang disediakan adalah setinggi 25.6 peratus, dan hayat operasi mencecah 2 jam pada kecerahan 7,200 cd m-2, jauh melebihi peranti serupa yang dilaporkan setakat ini.
Profesor Wei Zhanhua berkata dalam beberapa tahun kebelakangan ini, prestasi peranti dan hayat operasi LED perovskite telah dipertingkatkan dengan ketara, tetapi masih jauh lagi untuk ditempuhi. Pada masa hadapan, lebih ramai saintis perlu bekerjasama untuk meningkatkan-prestasi output keadaan mantap,-kecekapan tinggi kebolehulangan peranti dan-prestasi output spektrum berbilang warna peranti.
Dalam makalah ini, Dr. Ma Dongxin, seorang felo pasca doktoral di Universiti Toronto, adalah pengarang pertama. Beliau telah menjalankan penyelidikan lawatan-setahun di Universiti Huaqiao; Dr Lin Kebin dari Universiti Huaqiao ialah pengarang kedua dan juga telah memberikan sumbangan penting kepada karya ini. Prof. Edward H. Sargent dan Prof. Wei Zhanhua ialah pengarang yang sepadan. Kerja penyelidikan telah disokong kuat oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China, Yayasan Sains Semula Jadi Wilayah Fujian dan Dana Penyelidikan Saintifik Universiti Huaqiao.
