Neseniai profesoriaus Xiao Zhengguo tyrimų grupė iš Kinijos mokslo ir technologijų universiteto Fizikos mokyklos, Kinijos mokslų akademijos pagrindinės stipriai susietų kvantinių medžiagų fizikos laboratorijos ir Hefėjaus nacionalinio mikroskopinių medžiagų mokslo tyrimų centro padarė didelę reikšmę. pažanga gaminant efektyvų ir stabilų perovskito monokristaląšviesos diodai.

Tyrėjų komanda, naudodama erdvės apribojimo metodą, išaugino aukštos kokybės, didelio ploto ir itin plonus perovskito monokristalius ir paruošė perovskito monokristalinį LED, kurio ryškumas viršija 86000 cd/m2, o tarnavimo laikas iki 12500 h. pirmą kartą žengtas svarbus žingsnis link perovskito LED pritaikymo žmonėmsapšvietimas. Atitinkami pasiekimai, pavadinti „Labai ryškūs ir stabilūs vieno kristalo perovskito šviesos diodai“, buvo paskelbti „Nature Photonics“ vasario 27 d.

Metalo halogenidų perovskitas tapo naujos kartos LED ekranų ir apšvietimo medžiagomis dėl derinamo bangos ilgio, siauro pusės smailės pločio ir paruošimo žemai temperatūrai. Šiuo metu perovskito šviesos diodo (PeLED), pagrįsto polikristaline plona plėvele, išorinis kvantinis efektyvumas (EQE) viršijo 20%, palyginti su komerciniais organiniais LED (OLED). Pastaraisiais metais daugumos pranešto didelio efektyvumo perovskito tarnavimo laikasLED prietaisaisvyruoja nuo šimtų iki tūkstančių valandų, vis dar atsiliekant nuo OLED. Prietaiso stabilumui įtakos turės tokie veiksniai kaip jonų judėjimas, nesubalansuotas nešiklio implantavimas ir veikimo metu susidaranti džaulio šiluma. Be to, rimta Auger rekombinacija polikristaliniuose perovskito įrenginiuose taip pat riboja prietaisų ryškumą.

Reaguodama į pirmiau minėtas problemas, Xiao Zhengguo tyrimų grupė naudojo erdvės apribojimo metodą, kad augintų perovskito pavienius kristalus ant substrato in situ. Koreguojant augimo sąlygas, įvedant organinius aminus ir polimerus, buvo efektyviai pagerinta kristalų kokybė, taip paruošiant aukštos kokybės MA0.8FA0.2PbBr3 plonus monokristalius, kurių minimalus storis 1,5 μm. Paviršiaus šiurkštumas yra mažesnis nei 0,6 nm, o vidinė fluorescencijos kvantinė išeiga (PLQYINT) siekia 90%. Perovskito monokristalinis LED prietaisas, paruoštas naudojant ploną monokristalą kaip šviesą skleidžiantį sluoksnį, EQE yra 11,2%, ryškumas didesnis nei 86000 cd/m2, o tarnavimo laikas 12500 val. Iš pradžių jis pasiekė komercializavimo slenkstį ir šiuo metu tapo vienu stabiliausių perovskito LED įrenginių.

Aukščiau pateiktas darbas visiškai parodo, kad naudojant ploną perovskito monokristalą kaip šviesą skleidžiantį sluoksnį, galimas stabilumo problemos sprendimas ir kad perovskito monokristalinis LED turi didelę perspektyvą žmogaus apšvietimo ir ekrano srityje.