ב-25 בנובמבר, צוותו של פרופסור וויי ג'נהואה מהמכון לחומרים זוהרים והצגת מידע של אוניברסיטת הואקיאו והבית הספר למדעים והנדסה של חומרים וצוותו של פרופסור אדוארד סרג'נט מהמחלקה להנדסת אלקטרוניקה ומחשבים באוניברסיטת טורונטו פרסם במשותף פרסום מקוון בכתב העת האקדמי הבינלאומי העליון Nature Research Research Control מאפשרת הפחתת ממדים יעילה של פרובסקיט נוריות. עבודה זו השיגה שיפור משמעותי בביצועים ובתוחלת החיים של התקני LED פרובסקיט באמצעות פסיבציה פגומה ובקרת ממד מרכז זוהרת, והיא צפויה להיות מיושמת על שדות תצוגה ותאורה חדשים בעתיד.
הטבע הוא אחד מכתבי העת האקדמיים המשפיעים ביותר בעולם, המוקדש לדיווח והערה על פריצות הדרך החשובות ביותר במחקר המדעי העולמי. ראוי להזכיר כי בשנת 2018, אוניברסיטת Huaqiao פרסמה את הגיליון המקורי של הטבע כיחידת תקשורת בפעם הראשונה. שלוש שנים לאחר מכן, אוניברסיטת Huaqiao שוב פרסמה את המאמרים הרשמיים של טבע כיחידת תקשורת, המציין כי רמת המחקר המדעי של בית הספר שופרה באופן משמעותי, והוא נכנס לנתיב המהיר של התפתחות בריאה.
perovskites הלידה מתכת יש תכונות optoelectronic מעולה, כגון מקדם הכחדה טוחנת גבוהה, מרחק נדידת נושא ארוך, פער פס מתכוונן, וסובלנות פגמים גבוהה. יש להם סיכויי יישום רחבים בתאים סולאריים ודיודות פולטת אור. בהתבסס על ההבדל במבנה הגביש המיקרוסקופי, ניתן לחלק פרובסקיטים של חליד מתכת לאפס מימדים, נמוכים ותלת-ממדיים. ביניהם, לחומר פרובסקיט נמוך-ממדים יש אפקט כליאה קוונטית, יש לו אנרגיית כריתת אקסיטון גדולה, אינו קל לייצר רקומבינציה לא מקרינה, ויש לו יעילות זוהרת גבוהה.
עם זאת, על מנת לפתח חומרים perovskite מתכת נמוכה יעילות ויציבה עבור התקנים פולטי אור, ישנם עדיין שני אתגרים עיקריים: הראשון, קיומו של מצבי פגם יגרום להיווצרות של מרכזי רקומבינציה לא מקרינים, מה שמוביל להגירת יונים. זה תורם ליעילות הזוהרת וליציבות של המכשיר; השני הוא היווצרות בארות קוונטיות היברידיות רב-פאזיות, אשר יגרמו להעברת אנרגיה מפער הפסים הרחב הקוונטי היטב לפער הפס הצר קוונטי היטב תחת אור והתרגשות חשמלית, וכתוצאה מכך פיזור, אשר אינו תורם לפליטת האור של יעילות המכשיר, טוהר צבע.
איור 1 תרשים סכמטי של תהליך יצירת הסרט של שלושה סוגים של סרטים דקים זוהרים פרובסקיט, שבו PEA מייצג מלח פניתילמוניום, TPPO מייצג תחמוצת טריפנילפוספין, ו- TFPPO מייצג תחמוצת פוספין פוספין 4(פלואורופניל).
על מנת לשפר את הביצועים של התקני LED פרובסקיט פרובסקיט ממדיים נמוכים, צוות אדוארד ה. סרג'נט מאוניברסיטת טורונטו וצוות וויי ג'נהואה מאוניברסיטת Huaqiao הציעו במשותף אסטרטגיית בקרת רוחב-רוחב של חליד מתכת נמוכה. כפי שמוצג באיור 1, במהלך תהליך ההתגבשות שיזם האנטי-ממס, [PbBr6]4-, MA+ ו- Cs+ יונים יוצרים תחילה פרובסקיט מבשר פתיתי פרובסקיט, ולאחר מכן PEA+ cations אורגני אינטראקציה עם פתיתי מבשר כדי ליצור סרט תאורה פרובסקיט דל ממדים. בקבוצת הייחוס, ההפרעה והפיצה המהירה של ציטוטים אורגניים PEA + הובילו ליצירת מרכזי פגמים ומבני באר קוונטיים אקראיים-ממדיים. בקבוצת הניסוי, קשר P = O במולקולות TPPO ו- TFPPO יכול לקיים אינטראקציה עם פתיתי המבשר פרובסקיט P = O:Pb2+, אשר מווסת ביעילות את תהליך ההתגבשות ומפחית את הדור של מרכזי פגמים. בנוסף, קבוצות F בשפע ב- TFPPO יכולות לקיים אינטראקציה עם PEA + cations אורגני כדי להאט את שחרורם של חומרי גלם ולעכב את הצמיחה של גבישים, ולבסוף ליצור סרט זוהר פרובסקיט באיכות גבוהה עם ממדים אחידים.
איור 2 (א) תרשים סכמטי של המבנה של התקן ה-LED של פרובסקיט, דיאגרמת מיקרוסקופ אלקטרונים של שידור חתך ודיאגרמה סכמטית של מבנה רמת האנרגיה; (ב) עקומת מתח הזרם, עקומת מתח הבהירות והיעילות הקוונטית החיצונית המתאימה לשלושת התקני ה-LED של פרובסקיט - עקומת בהירות; (ג) התפלגות סטטיסטית של יעילות קוונטית חיצונית של שלושה התקני LED פרובסקיט; (ד) עקומות מתח זרם של שלושה התקנים פרובסקיט יחיד-אלקטרון וחור יחיד; (ה) מבוסס על עיבוד TFPPO עקומת חיי ההפעלה של התקני LED פרובסקיט.
כפי שניתן לראות באיור 2, לסרט זה יש מורפולוגיה אחידה וצפופה של פני השטח, עם אורך גל פליטה של 517 ננומטר, חצי רוחב של 20 ננומטר בלבד ויעילות פוטו-לומינציה קרובה ל-100%. התקן ה-LED הירוק המוכן בעל יעילות קוונטית חיצונית של 25.6% וחיי הפעלה של שעתיים בבהירות של 7,200 cd m-2, העולה בהרבה על מכשירים דומים המדווחים כעת.
פרופסור וויי ז'אנוה אמר כי בשנים האחרונות, ביצועי המכשיר וחיי ההפעלה של נורות נורית פרובסקיט השתפרו באופן משמעותי, אך יש עוד דרך ארוכה. בעתיד, דרושים מדענים נוספים כדי לעבוד יחד כדי לשפר את ביצועי פלט מצב יציב, יכולת חזרה של מכשיר יעילות גבוהה וביצועי פלט ספקטרלי צבעוניים של המכשיר.
בעיתון, ד"ר מא דונגשין, פוסט דוקטורנט באוניברסיטת טורונטו, היה המחבר הראשון. היא ערכה מחקר של שנה באוניברסיטת הואקיאו; ד"ר קבין לין מאוניברסיטת הואצ'יאו היה המחבר השני וגם תרם תרומות חשובות לעבודה. פרופסור אדוארד סרג'נט ופרופסור וויי ג'נהואה הם מחברים מקבילים. עבודת מחקר זו נתמכה מאוד על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין, הקרן למדעי הטבע של מחוז פוג'יאן וקרן המחקר המדעי של אוניברסיטת Huaqiao. (
