11월 25일, Huaqiao University의 Luminescent Materials and Information Display Institute의 Wei Zhanhua 교수 팀, 그리고 Huaqiao University의 재료 과학 및 공학부 교수팀과 University 전자 및 컴퓨터 공학과의 Edward H. Sargent 교수 팀 of Toronto, 공동으로 최고 국제 학술지 Nature에 온라인 출판물을 게재했습니다. 연구 논문 분포 제어는 효율적으로 축소된{1}차원의 페로브스카이트 LED를 가능하게 합니다. 이 연구는 결함 패시베이션과 발광 중심 치수 조절을 통해 페로브스카이트 LED 소자의 성능과 수명을 크게 향상시켰으며, 향후 새로운 디스플레이 및 조명 분야에 적용될 것으로 기대된다.
Nature is one of the most influential academic journals in the world, dedicated to reporting and commenting on the most important breakthroughs in global scientific research. It is worth mentioning that in 2018, Huaqiao University published the official journal of Nature as a correspondence unit for the first time. Three years later, Huaqiao University once again published a paper in Nature as a communication unit, marking that the school's scientific research level has been significantly improved and it has entered the fast lane of sound development.
금속 할로겐화물 페로브스카이트는 높은 몰 흡광 계수, 긴 캐리어 이동 거리, 조정 가능한 에너지 밴드 갭, 높은 결함 허용성과 같은 우수한 광전자 특성을 가지며 태양 전지 및 발광 다이오드 분야에서 광범위한 응용 가능성이 있습니다.{0}} . 금속 할로겐화물 페로브스카이트는 미세한 결정 구조의 차이에 따라 0차원,{2}}저차원 및 3차원{3}}으로 분류할 수 있습니다. 그 중 저차원{4}}페로브스카이트 재료는 양자 구속 효과가 있고 여기자 결합 에너지가 크며{5}비복사 재결합이 잘 일어나지 않고 발광 효율이 높습니다.
그러나 효율적이고 안정적인{0}발광 소자용 할로겐화 금속 페로브스카이트 재료를{1}개발하기 위해서는 여전히 두 가지 주요 과제가 있습니다. 하나는 결함 상태의 존재이며, 이는 비방사성 재결합 센터의 형성으로 인해 이온 이동이 발생하고 기기의 발광 효율과 안정성에 이롭습니다. 두 번째는 다상 혼합 양자 우물의 형성으로, 광 및 전기 여기에서 넓은 밴드 갭 양자 우물에서 좁은 밴드 갭 양자 우물로 에너지를 전달하여 발광에 도움이 되지 않는 소산을 초래합니다. 장치의. 효율성, 색상 순도.
그림 1. PEA는 페네틸암모늄염, TPPO는 트리페닐포스핀 옥사이드, TFPPO는 트리스(4-플루오로페닐)포스핀 옥사이드를 나타내는 세 종류의 페로브스카이트 발광 필름의 성막 공정 개략도입니다.{1}
In order to improve the performance of low-dimensional perovskite LED devices, Edward H. Sargent's team from the University of Toronto and Wei Zhanhua's team from Huaqiao University jointly proposed a surface passivation-well width control strategy for low-dimensional metal halide perovskites. As shown in Figure 1, in the anti-solvent-induced crystallization process, PbBr64-, MA plus and Cs plus ions first form perovskite precursor flakes, and then PEA plus organic cations interact with the precursor flakes to form low-dimensional perovskite luminescence. film.
참조 그룹에서 PEA와 유기 양이온의 무질서하고 빠른 확산은 무질서한 차원의 결함 중심 및 양자 우물 구조의 생성으로 이어집니다. 실험 그룹에서 TPPO 및 TFPPO 분자의 P=O 결합은 P=O:Pb2와 상호작용을 통해 페로브스카이트 전구체 플레이크와 상호작용하여 결정화 과정을 효과적으로 조절하고 결함 센터. 또한, TFPPO의 풍부한 F 그룹은 PEA 및 유기 양이온과 상호작용할 수 있으며, 이는 원료의 느린 방출 및 결정 성장 지연의 역할을 하여 최종적으로 고품질 -페로브스카이트 광{{4}을 형성합니다. } 균일한 치수의 발광 필름.
그림 2(a) 페로브스카이트 LED 기기의 에너지 준위 구조에 대한 도식적 구조,{1}}단면 TEM 이미지 및 도식적 다이어그램. (b) 해당하는 전류-전압 곡선, 밝기-전압 곡선 및 3개의 페로브스카이트 LED 장치의 외부 양자 효율- 밝기 곡선; (c) 3개의 페로브스카이트 LED 장치의 외부 양자 효율의 통계적 분포; (d) 3개의 페로브스카이트 단일-전자 및 단일{7}}소자의 전류{5}}전압 곡선; (e) 페로브스카이트 LED 기기의 TFPPO-기반 작동 수명 곡선.
그림 2에서 볼 수 있듯이 이 필름은 균일하고 조밀한 표면 형태를 가지고 있으며 방출 파장은 517nm, 방출 반{2}피크 폭은 20nm에 불과하며 광발광 효율은 100%에 가깝습니다. 준비된 녹색 LED 소자의 외부 양자 효율은 25.6%로 높고, 동작 수명은 7,200cdm-2의 밝기에서 2시간에 달해 지금까지 보고된 유사 소자를 훨씬 능가한다.
Wei Zhanhua 교수는 지난 몇 년 동안 페로브스카이트 LED의 장치 성능과 작동 수명이 크게 향상되었지만 아직 갈 길이 멀다고 말했습니다. 앞으로 더 많은 과학자들이 기기의 안정적인{0}}출력 성능,{1}}고효율 기기 반복성 및 다색{2}}스펙트럼 출력 성능을 개선하기 위해 협력해야 합니다.
이 논문의 첫 번째 저자는 University of Toronto의 박사후 연구원인 Dr. Ma Dongxin입니다. 그녀는{0}Huaqiao University에서 1년 동안 방문 연구를 수행했습니다. Huaqiao University의 Dr. Lin Kebin은 두 번째 저자이며 이 작업에 중요한 기여를 했습니다. Edward H. Sargent 교수와 Wei Zhanhua 교수가 교신저자입니다. 연구 작업은 중국 국립자연과학재단, 푸젠성 자연과학재단, 화교대학 과학연구기금의 강력한 지원을 받았습니다.
