Niedawno zespół badawczy profesora Xiao Zhengguo z Wydziału Fizyki Chińskiego Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego, Kluczowego Laboratorium Fizyki Materiałów Kwantowych Silnie Sprzężonych Chińskiej Akademii Nauk oraz Narodowego Centrum Badań nad Materiałami w Mikroskali Hefei dokonał ważnego postęp w dziedzinie wytwarzania wydajnego i stabilnego monokryształu perowskituDiody LED.

Zespół badawczy wyhodował wysokiej jakości, wielkopowierzchniowe i ultracienkie monokryształy perowskitu, stosując metodę ograniczonej przestrzeni, i przygotował monokrystaliczne diody LED perowskitu o jasności ponad 86 000 cd/m2 i żywotności do 12500 h dla po raz pierwszy, co uczyniło ważny krok w kierunku zastosowania perowskitowych diod LED u ludzioświetlenie. Odpowiednie osiągnięcia, zatytułowane „Wysoko jasne i stabilne monokrystaliczne perowskitowe diody elektroluminescencyjne”, zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Photonics 27 lutego.

Perowskit metalohalogenkowy stał się nową generacją wyświetlaczy LED i materiałów oświetleniowych ze względu na przestrajalną długość fali, wąską szerokość połowy szczytu i przygotowanie w niskiej temperaturze. Obecnie zewnętrzna wydajność kwantowa (EQE) perowskitowych diod LED (PeLED) opartych na cienkiej warstwie polikrystalicznej przekroczyła 20%, co jest porównywalne z komercyjną organiczną diodą LED (OLED). W ostatnich latach żywotność większości zgłoszonych perowskitów o wysokiej wydajnościUrządzenia LEDwaha się od setek do tysięcy godzin, wciąż pozostając w tyle za OLED-ami. Na stabilność urządzenia będą miały wpływ takie czynniki, jak ruch jonów, niezrównoważona implantacja nośnika i ciepło Joule'a generowane podczas pracy. Ponadto poważna rekombinacja Augera w polikrystalicznych urządzeniach perowskitowych ogranicza również jasność urządzeń.

W odpowiedzi na powyższe problemy zespół badawczy Xiao Zhengguo zastosował metodę ograniczenia przestrzeni do hodowli monokryształów perowskitu na podłożu in situ. Dostosowując warunki wzrostu, wprowadzając aminy organiczne i polimery, skutecznie poprawiono jakość kryształów, uzyskując w ten sposób wysokiej jakości cienkie monokryształy MA0.8FA0.2PbBr3 o minimalnej grubości 1,5 μm. Chropowatość powierzchni jest mniejsza niż 0,6 nm, a wydajność kwantowa wewnętrznej fluorescencji (PLQYINT) sięga 90%. Perowskitowe monokrystaliczne urządzenie LED wykonane z cienkiego monokryształu jako warstwy emitującej światło ma EQE wynoszące 11,2%, jasność ponad 86000 cd/m2 i żywotność 12500 godzin. Początkowo osiągnął próg komercjalizacji i stał się obecnie jednym z najbardziej stabilnych perowskitowych urządzeń LED.

Powyższa praca w pełni pokazuje, że zastosowanie cienkiego monokryształu perowskitu jako warstwy emitującej światło jest wykonalnym rozwiązaniem problemu stabilności, a monokrystaliczna dioda LED perowskitu ma ogromne perspektywy w dziedzinie oświetlenia i wyświetlaczy dla ludzi.