לאחרונה, קבוצת המחקר של פרופסור Liangsheng Liao מאוניברסיטת Soochow ושותפי הפעולה שלהם פרסמו מאמר שכותרתו "Electroluminescence של Near-Infra Red יעיל מחותכי Perovskite Quantum Cutters עם Lanthanide" ב-Angew. Chem. Int. אד.
המאמר מדגים LED קרוב לאינפרא אדום יעיל ביותר עם שיא EQE של 7.7 אחוז באורך גל מרכזי של 990 ננומטר, המייצג את הנוריות היעילות ביותר מבוססות פרוסקיט עם אורכי גל פליטה מעבר ל-850 ננומטר.
מבוא
ננו-גבישים של Perovskite (PeNCs) מציגים זוהר הניתנת לכיוונון גודל והרכב עם יעילות גבוהה וטוהר צבע גבוה באור נראה. עם זאת, השגת אלקטרולומיננסנציה יעילה (EL) באזור הקרוב לאינפרא אדום (NIR) היא מאתגרת, ומגבילה את היישומים הפוטנציאליים שלה.
כאן, אנו מדגימים דיודה פולטת אור קרוב לאינפרא אדום (LED) יעילה ביותר המרחיבה את אורך הגל EL ל-1000 ננומטר על ידי סימום יוני איטרביום לתוך מטריצת PeNC (Yb3 פלוס: PeNCs), אשר עוברת רגישות ישירה על ידי מטריצת PeNC. Yb3 פלוס יון להשיג. תהליך התפירה הקוונטית היעיל מאפשר ל-Yb3 plus :PeNCs להשיג תשואות קוונטיות של פוטו-אור (PLQYs) גבוהות של עד 126 אחוזים.
תוך שימוש באסטרטגיות הנדסת קומפוזיציה הליד ואסטרטגיות פסיבציה של פני השטח לשיפור PLQY ואיזון הובלת מטען, אנו מדגימים LED קרוב לאינפרא אדום יעיל ביותר עם שיא EQE של 7.7 אחוז באורך גל מרכזי של 990 ננומטר, המייצג את היעילות הגבוהה ביותר עבור אורכי גל פליטה מעבר ל-850 ננומטר. . נוריות LED מבוססות פרוסקיט.
נקודה חדשנית: במחקר זה, סיממנו יוני איטרביום לננו-גבישים פרובסקיט כדי להאריך את אורך הגל האלקטרו-לומינצנטי ל-1000 ננומטר. ההשפעה הסינרגטית של בקרת סטוכיומטריה הליד ופסיבציה של פני השטח מאפשרת לנו לממש נוריות כמעט אינפרא אדום יעילות ביותר עם שיא EQE של 7.7 אחוזים, היעילות הגבוהה ביותר עד כה בקרב OLEDs ו-PeLEDs עם אורכי גל שיא העולים על 850 ננומטר.
מדריך גרפי
איור 1 א) תמונת TEM ומיפוי יסודי של Yb3 plus :PeNCs, ההכנסה של תמונת TEM מציגה את דפוס עקיפה הגבישי. ב) תבנית XRD, ג) IR PLQY, ד) ספקטרום PL, ה) ספיגה של סטוכיומטריה הלידית שונה של Yb3 פלוס :CsPb(Cl1-xBrx)3 PeNCs. ו) Yb3 plus : מנגנון העברת האנרגיה של PeNCs, שלושת מסלולי הרקומבינציה מסומנים כ- (1), (2) ו- (3), בהתאמה. ז) ספקטרום TA בעיכובים נבחרים של בדיקת משאבה. ח) דעיכת אות TA מנורמל ב-450 ננומטר לעומת זמן עבור Yb3 plus :PeNCs עם ריכוזי סימום נומינליים שונים.
איור 2 א) דיאגרמה סכמטית של מבנה המכשיר של PeLEDs קרוב לאינפרא אדום המבוססת על Yb3 פלוס: CsPb(Cl1-xBrx)3 פולט NC. ב) דיאגרמת פס אנרגיה. ג) חלוקת כוח של תעלת אנרגיית האור בתוך ה-LED הקרוב לאינפרא אדום. ד) בהתבסס על מאפייני EQE ו-J של PeLEDs של פולט Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC, ה-EQE מחושב בהתחשב רק בשיא האינפרא אדום הקרוב. ה) PLQY של סרטי PeNC ושיא EQE (ערכים ממוצעים) של NIR PeLEDs באורכי גל אקסיטוניים שונים. ו) ספקטרום EL המקביל לסטיות שונות מ-3.2 V ל-6 V, עם גודל צעד של 0.2V. התוספת מציגה את ספקטרום ה-EL של ה-PeLED המופעל ב-3.2 V.
איור 3א) התוספת מציגה את המבנה המולקולרי של BTC. ב) EQE - מאפייני צפיפות זרם. ג) היסטוגרמות שיא EQE של התקני LED בתוליים (עקומה כחולה) ופסיבית (עקומה אדומה). עקומות JV של התקנים עם חורים בלבד ד) והתקנים אלקטרוניים בלבד e) המבוססים על Yb3 פלוס :PeNCs בתולי ופסיבי. הקו השחור המקווקו מציין את מתח מילוי המלכודת. ו) השוואה של שיא EQE בין המכשירים שלנו, שדווחו בעבר NIR PeLDs ו-OLEDs (EL שיא אורכי גל מעל 850 ננומטר).
איור 4 א) מנגנון פסיבציה משטח של Yb3 פלוס: PeNCs. ספקטרום XPS של Yb3 טהור ופסיבי פלוס: Yb 4d; ב) ספקטרום XPS של Pb 4f5/2 ו-4f7/2 ג). ד) ספקטרום שידור FTIR של בנזיל תיאוציאנט, Yb3 בתולי ופסיבי פלוס: PeNCs. ה) דעיכה חולפת של PL של Yb3 בתולי ופסיבי בתוספת :PeNCs שהושגו באורך גל של 480 ננומטר. ו) PLQY של פליטת אקסיטון שיורית ב-480 ננומטר (עקומה כחולה) של PeNCs ו-PLQY של פליטת כמעט אינפרא אדום של Yb3 פלוס יונים ב-990 ננומטר (עקומה ורודה).
