Ar Dachwedd 25ain, tîm yr Athro Wei Zhanhua o Sefydliad Arddangos Deunyddiau a Gwybodaeth Luminescent Prifysgol Huaqiao a'r Ysgol Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg a thîm yr Athro Edward H. Sargent o'r Adran Peirianneg Electronig a Chyfrifiadurol yn y Brifysgol. o Toronto cyhoeddodd gyhoeddiad ar-lein ar y cyd yn y cyfnodolyn academaidd rhyngwladol gorau Papur Ymchwil Nature, Mae rheoli dosbarthiad yn galluogi LEDau perovskite llai dimensiwn effeithlon. Mae'r gwaith hwn wedi cyflawni gwelliant sylweddol ym mherfformiad a hyd oes dyfeisiau LED perovskite trwy basio diffygion a rheoli dimensiwn canol llewychol, a disgwylir iddo gael ei gymhwyso i gaeau arddangos a goleuo newydd yn y dyfodol.
Natur yw un o'r cyfnodolion academaidd mwyaf dylanwadol yn y byd, sy'n ymroddedig i adrodd a rhoi sylwadau ar y datblygiadau arloesol pwysicaf mewn ymchwil wyddonol fyd-eang. Mae'n werth nodi bod Prifysgol Huaqiao yn 2018 wedi cyhoeddi rhifyn gwreiddiol Nature fel uned gyfathrebu am y tro cyntaf. Dair blynedd yn ddiweddarach, cyhoeddodd Prifysgol Huaqiao bapurau swyddogol Nature' s unwaith eto fel uned gyfathrebu, gan nodi bod lefel ymchwil wyddonol yr ysgol' s wedi gwella’n sylweddol, a’i bod wedi mynd i mewn i’r lôn gyflym o ddatblygiad iach.
Mae gan perovskites halid metel briodweddau optoelectroneg rhagorol, megis cyfernod difodiant molar uchel, pellter mudo cludwr hir, bwlch band addasadwy, a goddefgarwch nam uchel. Mae ganddyn nhw ragolygon cais eang mewn celloedd solar a deuodau allyrru golau. Yn seiliedig ar y gwahaniaeth yn strwythur grisial microsgopig, gellir rhannu perovskites halid metel yn sero-ddimensiwn, dimensiwn isel a thri dimensiwn. Yn eu plith, mae gan y deunydd perovskite dimensiwn isel effaith cyfyngu cwantwm, mae ganddo egni rhwymo exciton mawr, nid yw'n hawdd ei ailgyfuno nad yw'n belydrol, ac mae ganddo effeithlonrwydd llewychol uchel.
Fodd bynnag, er mwyn datblygu deunyddiau perovskite halid metel dimensiwn isel effeithlonrwydd uchel ar gyfer dyfeisiau allyrru golau, mae dwy her fawr o hyd: yn gyntaf, bydd bodolaeth cyflyrau diffygion yn achosi ffurfio canolfannau ailgyfuno nad ydynt yn belydrol, gan arwain i fudo ïon. Mae'n ffafriol i effeithlonrwydd a sefydlogrwydd goleuol y ddyfais; yr ail yw ffurfio ffynhonnau cwantwm hybrid aml-gam, a fydd yn achosi trosglwyddo egni o'r cwantwm bwlch band eang yn dda i'r cwantwm bwlch band cul ymhell o dan excitation ysgafn a thrydanol, gan arwain at afradu, nad yw'n ffafriol i'r allyriad golau. o'r ddyfais Effeithlonrwydd, purdeb lliw.
Ffigur 1 Diagram sgematig o'r broses ffurfio ffilm o dri math o ffilmiau tenau luminescent perovskite, lle mae PEA yn cynrychioli halen phenethylammonium, mae TPPO yn cynrychioli ocsid triphenylphosphine, ac mae TFPPO yn cynrychioli ocsid ffosffin tris (4-fluorophenyl).
Er mwyn gwella perfformiad dyfeisiau LED perovskite dimensiwn isel, cynigiodd tîm Edward H. Sargent o Brifysgol Toronto a thîm Wei Zhanhua o Brifysgol Huaqiao strategaeth rheoli lled lled-dda-fetel halid metel dimensiwn isel. Fel y dangosir yn Ffigur 1, yn ystod y broses grisialu a gychwynnwyd gan y gwrth-doddydd, mae ïonau [PbBr6] 4-, MA {{7}} ac Cs {{8}} yn ffurfio naddion rhagflaenol perovskite yn gyntaf, ac yna PEA {{9} } mae cations organig yn rhyngweithio â'r naddion rhagflaenol i gynhyrchu ffilm cyfoledd perovskite dimensiwn isel. Yn y grŵp cyfeirio, arweiniodd anhwylder a thrylediad cyflym cations organig PEA {{11}} at gynhyrchu canolfannau diffygion a strwythurau ffynnon cwantwm ar hap dimensiwn. Yn y grŵp arbrofol, gall y bond P = O yn y moleciwlau TPPO a TFPPO ryngweithio â'r naddion rhagflaenol perovskite P = O: Pb2 {{14}}, sy'n rheoleiddio'r broses grisialu yn effeithiol ac yn lleihau'r genhedlaeth o ganolfannau diffygion. Yn ogystal, gall y grwpiau F toreithiog yn TFPPO ryngweithio â chafeiau organig PEA+ i arafu rhyddhau deunyddiau crai ac oedi twf crisialau, ac yn olaf ffurfio ffilm luminescent perovskite o ansawdd uchel gyda dimensiynau unffurf.
Ffigur 2 (a) Diagram sgematig o strwythur y ddyfais LED perovskite, diagram microsgop electron trawsyrru trawsdoriadol a diagram sgematig o'r strwythur lefel egni; (b) y gromlin gyfredol-foltedd, cromlin disgleirdeb-foltedd ac effeithlonrwydd cwantwm allanol sy'n cyfateb i'r tri dyfais LED perovskite- Cromlin disgleirdeb; (c) Dosbarthiad ystadegol effeithlonrwydd cwantwm allanol tri dyfais LED perovskite; (ch) Cromliniau foltedd cyfredol tri dyfais perovskite un electron a thwll sengl; (e) Yn seiliedig ar brosesu TFPPO Cromlin oes weithredol dyfeisiau LED perovskite.
Fel y dangosir yn Ffigur 2, mae gan y ffilm hon forffoleg arwyneb unffurf a thrwchus, gyda thonfedd allyriad o 517 nm, hanner lled o ddim ond 20 nm, ac effeithlonrwydd ffotoluminescence yn agos at 100%. Mae gan y ddyfais LED werdd wedi'i pharatoi effeithlonrwydd cwantwm allanol o 25.6% a bywyd gweithredu o 2 awr ar ddisgleirdeb o 7,200 cd m-2, sy'n llawer mwy na dyfeisiau tebyg yr adroddir amdanynt ar hyn o bryd.
Dywedodd yr Athro Wei Zhanhua fod perfformiad dyfeisiau a bywyd gweithredu LEDau perovskite wedi gwella'n sylweddol yn ystod yr ychydig flynyddoedd diwethaf, ond mae cryn dipyn i'w wneud eto. Yn y dyfodol, bydd angen mwy o wyddonwyr i weithio gyda'i gilydd i wella perfformiad allbwn cyson-wladwriaeth, ailadroddadwyedd dyfais effeithlonrwydd uchel a pherfformiad allbwn sbectrol aml-liw y ddyfais.
Yn y papur, Dr. Ma Dongxin, cymrawd ôl-ddoethurol ym Mhrifysgol Toronto, oedd yr awdur cyntaf. Roedd hi wedi cynnal ymchwil ymweld blwyddyn ym Mhrifysgol Huaqiao; Kebin Lin o Brifysgol Huaqiao oedd yr ail awdur a gwnaeth gyfraniadau pwysig i'r gwaith hefyd. Mae'r Athro Edward H. Sargent a'r Athro Wei Zhanhua yn awduron cyfatebol. Cefnogwyd y gwaith ymchwil hwn yn gryf gan Sefydliad Gwyddoniaeth Naturiol Cenedlaethol Tsieina, Sefydliad Gwyddoniaeth Naturiol Talaith Fujian a Chronfa Ymchwil Wyddonol Prifysgol Huaqiao. (
