25. novembrī profesora Veja Džanhua komanda no Huakjao universitātes Luminiscējošo materiālu un informācijas displeja institūta un Materiālzinātnes un inženierzinātņu skolas un profesora Edvarda H. Sargenta komanda no Universitātes Elektronikas un datortehnikas katedras. Toronto kopīgi publicēja tiešsaistes publikāciju labākajā starptautiskajā akadēmiskajā žurnālā Nature Research Paper Distribution control (Izplatīšanas kontrole) nodrošina efektīvas samazinātas dimensijas perovskīta gaismas diodes. Šis darbs ir ievērojami uzlabojis perovskīta LED ierīču veiktspēju un kalpošanas laiku, izmantojot defektu pasivāciju un gaismas centra izmēru kontroli, un ir paredzēts, ka nākotnē tas tiks piemērots jauniem displeja un apgaismojuma laukiem.
Nature ir viens no ietekmīgākajiem akadēmiskajiem žurnāliem pasaulē, kas veltīts ziņojumiem un komentāriem par svarīgākajiem sasniegumiem globālajā zinātniskajā pētniecībā. Ir vērts pieminēt, ka 2018. gadā Huaqiao universitāte pirmo reizi publicēja oriģinālo Nature numuru kā komunikācijas vienību. Trīs gadus vēlāk Huaqiao universitāte kā komunikācijas vienība atkal publicēja oficiālos rakstus Dabas', norādot, ka skolas' zinātniskās pētniecības līmenis ir ievērojami uzlabojies un tā ir iegājusi straujajā joslā. veselīgai attīstībai.
Metālu halogenīdu perovskītiem ir lieliskas optoelektroniskās īpašības, piemēram, augsts molārās ekstinkcijas koeficients, liels nesēja migrācijas attālums, regulējama joslas sprauga un augsta defektu tolerance. Viņiem ir plašas pielietojuma iespējas saules baterijās un gaismas diodēs. Pamatojoties uz mikroskopisko kristālu struktūras atšķirībām, metālu halogenīdu perovskītus var iedalīt nulles dimensijas, zemas dimensijas un trīsdimensiju. Starp tiem zemas dimensijas perovskīta materiālam ir kvantu ierobežošanas efekts, tam ir liela eksitona saistīšanas enerģija, nav viegli radīt neradiatīvu rekombināciju, un tam ir augsta gaismas efektivitāte.
Tomēr, lai izstrādātu augstas efektivitātes un stabilus zemas dimensijas metālu halogenīdu perovskīta materiālus gaismu izstarojošām ierīcēm, joprojām ir divi lieli izaicinājumi: pirmkārt, defektu stāvokļu esamība izraisīs nestarojošu rekombinācijas centru veidošanos, kā rezultātā jonu migrācijai. Tas veicina ierīces gaismas efektivitāti un stabilitāti; otrs ir daudzfāzu hibrīdu kvantu urbumu veidošanās, kas gaismas un elektriskās ierosmes apstākļos izraisīs enerģijas pārnesi no platjoslas spraugas kvantu akas uz šauras joslas spraugas kvantu aku, kā rezultātā notiek izkliede, kas neveicina gaismas emisiju. no ierīces Efektivitāte, krāsu tīrība.
1. attēls. Trīs veidu perovskīta luminiscējošu plānu kārtiņu plēves veidošanas procesa shematiska diagramma, kur PEA apzīmē fenetilamonija sāli, TPPO apzīmē trifenilfosfīna oksīdu un TFPPO apzīmē tris(4-fluorfenil)fosfīna oksīdu.
Lai uzlabotu zemu dimensiju perovskīta LED ierīču veiktspēju, Toronto Universitātes Edvarda H. Sargenta komanda un Huaqiao universitātes Wei Zhanhua komanda kopīgi ierosināja zemu dimensiju metālu halogenīdu perovskīta virsmas pasivācijas-urbuma platuma kontroles stratēģiju. Kā parādīts 1. attēlā, kristalizācijas procesā, ko ierosina antišķīdinātājs, [PbBr6]4-, MA{{7}} un Cs{{8}} joni vispirms veido perovskīta prekursoru pārslas un pēc tam PEA{{9} } organiskie katjoni mijiedarbojas ar prekursoru pārslām, veidojot zemas dimensijas perovskīta luminiscences plēvi. Atsauces grupā PEA{{11}} organisko katjonu traucējumi un straujā difūzija izraisīja defektu centru un nejaušu izmēru kvantu aku struktūru veidošanos. Eksperimentālajā grupā P=O saite TPPO un TFPPO molekulās var mijiedarboties ar perovskīta prekursoru pārslām P=O:Pb2{{14}}, kas efektīvi regulē kristalizācijas procesu un samazina defektu centru veidošanos. Turklāt bagātīgās F grupas TFPPO var mijiedarboties ar PEA+ organiskajiem katjoniem, lai palēninātu izejvielu izdalīšanos un aizkavētu kristālu augšanu, un visbeidzot veidotu augstas kvalitātes perovskīta luminiscējošu plēvi ar vienādiem izmēriem.
2. attēls (a) Perovskīta LED ierīces struktūras shematiskā diagramma, šķērsgriezuma transmisijas elektronu mikroskopa diagramma un enerģijas līmeņa struktūras shematiskā diagramma; b) strāvas-sprieguma līkne, spilgtuma-sprieguma līkne un ārējā kvantu efektivitāte, kas atbilst trim perovskīta LED ierīcēm – Spilgtuma līkne; c) trīs perovskīta LED ierīču ārējās kvantu efektivitātes statistiskais sadalījums; d) trīs perovskīta viena elektrona un viena cauruma ierīču strāvas-sprieguma līknes; (e) Pamatojoties uz TFPPO apstrādi. Perovskīta LED ierīču darbības dzīves līkne.
Kā parādīts 2. attēlā, šai plēvei ir vienmērīga un blīva virsmas morfoloģija ar emisijas viļņa garumu 517 nm, pusplatumu tikai 20 nm un fotoluminiscences efektivitāti tuvu 100%. Sagatavotās zaļās LED ierīces ārējā kvantu efektivitāte ir 25,6% un darbības laiks 2 stundas ar spilgtumu 7200 cd m-2, kas ievērojami pārsniedz līdzīgas ierīces, par kurām pašlaik ziņots.
Profesors Wei Zhanhua teica, ka dažu pēdējo gadu laikā ir ievērojami uzlabota perovskīta gaismas diožu ierīču veiktspēja un darbības laiks, taču vēl ir daudz darāmā. Nākotnē ir nepieciešams vairāk zinātnieku, lai strādātu kopā, lai uzlabotu ierīces līdzsvara stāvokļa izvades veiktspēju, augstas efektivitātes ierīces atkārtojamību un daudzkrāsu spektrālās izvades veiktspēju.
Rakstā Dr. Ma Dongxin, Toronto universitātes pēcdoktorants, bija pirmais autors. Viņa bija veikusi vienu gadu ilgu viespētījumu Huaqiao universitātē; Dr. Kebins Lins no Huaqiao universitātes bija otrais autors un arī sniedza nozīmīgu ieguldījumu darbā. Profesors Edvards H. Sargents un profesors Vei Džanhua ir atbilstoši autori. Šo pētījumu ir stingri atbalstījis Ķīnas Nacionālais dabaszinātņu fonds, Fudzjanas provinces Dabaszinātņu fonds un Huaqiao universitātes Zinātniskās pētniecības fonds. (
