USTC готовит эффективный и стабильный монокристаллический светодиод из перовскита

Недавно исследовательская группа профессора Сяо Чжэнго из Школы физики Университета науки и техники Китая, Ключевой лаборатории физики сильно связанных квантовых материалов Китайской академии наук, Национальный исследовательский центр микромасштабных физических наук Хэфэй добился значительного прогресса в области подготовки эффективных и стабильных перовскитных монокристаллических светодиодов.

Исследовательская группа использовала метод пространственного ограничения для выращивания высококачественных ультратонких монокристаллов перовскита большой площади и впервые подготовила монокристаллический светодиод перовскита с яркостью более 86 000 кд/м2 и сроком службы до 12 500 часов. Применение минеральных светодиодов в человеческом освещении сделало важный шаг. Соответствующие результаты, названные «Высокояркие и стабильные монокристаллические перовскитовые светоизлучающие диоды», были опубликованы в журнале «Nature Photonics» 27 февраля.

Металлогалогенные перовскиты стали новым поколением светодиодных дисплеев и осветительных материалов благодаря их регулируемой длине волны люминесценции, узкой ширине полупика люминесценции и низкотемпературной подготовке. В настоящее время внешний квантовый КПД (EQE) перовскитных светодиодов (PeLED) на основе поликристаллических пленок превысил 20%, что сравнимо с коммерческими органическими светодиодами (OLED). В последние годы срок службы подавляющего большинства высокоэффективных перовскитных светодиодных устройств составляет от сотен до тысяч часов, все еще отстая от OLED. Такие факторы, как движение ионов, несбалансированный впрыск носителя и джоулевое тепло, выделяемое во время работы, влияют на стабильность устройства. Кроме того, сильная рекомбинация шнека в поликристаллических перовскитных устройствах также ограничивает яркость устройств.

В ответ на вышеуказанные проблемы исследовательская группа Сяо Чжэнго использовала метод пространственного удержания для выращивания монокристаллов перовскита in situ на подложке. Регулируя условия роста и вводя органические амины и полимеры, качество кристаллов было эффективно улучшено, таким образом, получены высококачественные MA0. 8FA0.2PbBr3 тонкий монокристалл, минимальная толщина составляет всего 1,5 мкм, шероховатость поверхности составляет менее 0,6 нм, а внутренний квантовый выход флуоресценции (PLQYint) достигает 90%. Однокристаллическое светодиодное устройство перовскита, подготовленное с тонким монокристаллом в качестве светоизлучающего слоя, имеет EQE 11,2%, яркость более 86 000 кд/м2 и срок службы до 12 500 ч. Первоначально оно достигло порога коммерциализации и стало самым стабильным перовскитом в настоящее время. Одно из светодиодных устройств.

Вышеприведенная работа полностью демонстрирует, что использование тонких монокристаллов перовскита в качестве светоизлучающего слоя является возможным решением проблемы стабильности, а также большие перспективы перовскитных монокристаллических светодиодов в области человеческого освещения и отображения.

Иллюстрация: Принципиальная схема выращивания монокристаллов методом пространственного ограничения (а), изображение монокристалла (b) под микроскопом, структура устройства монокристаллического перовскитного светодиода (с), характеристики характеристик монокристалла перовскита (d-f).


Профессор Сяо Чжэнго, Школа физики, Университет науки и технологии Китая, является соответствующим автором статьи. Чэнь Вэньцзин, постдокторант кафедры физики, и магистранты Хуан Цзунмин и Яо Хайтао являются со-первыми авторами статьи. Это исследование было профинансировано Национальным фондом естественных наук Китая, организационным отделом Центрального комитета Коммунистической партии Китая и Университетом науки и техники Китая.

Источник: Сеть новостей Китайского университета науки и технологий