Recent, echipa de cercetare a profesorului Xiao Zhengguo de la Școala de Fizică a Universității de Știință și Tehnologie din China, Laboratorul cheie de fizică a materialelor cuantice puternic cuplate al Academiei Chineze de Științe și Centrul Național de Cercetare Hefei pentru Știința Materialelor la Microscală a făcut importantă progrese în domeniul preparării unui monocristal de perovskit eficient și stabilLED-uri.

Echipa de cercetare a crescut cristale unice de perovskit de înaltă calitate, cu suprafață mare și ultra-subțiri, folosind metoda de restricție a spațiului și a pregătit LED-uri monocristal de perovskit cu o luminozitate de peste 86000 cd/m2 și o durată de viață de până la 12500 h pentru prima dată, care a făcut un pas important către aplicarea LED-ului perovskit la omiluminat. Realizările relevante, intitulate „Diode emițătoare de lumină perovskite cu un singur cristal luminoase și stabile”, au fost publicate în Nature Photonics pe 27 februarie.

Perovskitul cu halogenuri metalice a devenit o nouă generație de materiale de afișare și iluminare cu LED-uri datorită lungimii de undă reglabile, lățimii înguste de jumătate de vârf și pregătirii la temperatură scăzută. În prezent, eficiența cuantică externă (EQE) a LED-ului perovskit (PeLED) bazat pe peliculă subțire policristalină a depășit 20%, comparabil cu LED-ul organic din comerț (OLED). În ultimii ani, durata de viață a majorității perovskitelor de înaltă eficiență raportateDispozitive LEDvariază de la sute la mii de ore, rămânând încă în urma OLED-urilor. Stabilitatea dispozitivului va fi afectată de factori precum mișcarea ionilor, implantarea dezechilibrată a purtătorului și căldura joule generată în timpul funcționării. În plus, recombinarea gravă Auger în dispozitivele perovskite policristaline limitează, de asemenea, luminozitatea dispozitivelor.

Ca răspuns la problemele de mai sus, echipa de cercetare a lui Xiao Zhengguo a folosit metoda de restricție a spațiului pentru a crește in situ monocristale de perovskit pe substrat. Prin ajustarea condițiilor de creștere, introducerea de amine și polimeri organici, calitatea cristalului a fost îmbunătățită în mod eficient, preparând astfel monocristale subțiri de înaltă calitate MA0.8FA0.2PbBr3 cu o grosime minimă de 1,5 μm. Rugozitatea suprafeței este mai mică de 0,6 nm, iar randamentul cuantic al fluorescenței interne (PLQYINT) atinge 90%. Dispozitivul LED cu un singur cristal de perovskit preparat cu un singur cristal subțire ca strat emițător de lumină are un EQE de 11,2%, o luminozitate de peste 86000 cd/m2 și o durată de viață de 12500 h. A atins inițial pragul de comercializare și a devenit unul dintre cele mai stabile dispozitive LED perovskite în prezent.

Lucrarea de mai sus demonstrează pe deplin că utilizarea unui singur cristal subțire de perovskit ca strat emițător de lumină este o soluție fezabilă la problema stabilității și că LED-ul monocristal de perovskit are o perspectivă grozavă în domeniul iluminatului și al afișajului uman.