Äskettäin Soochowin yliopiston professori Liangsheng Liaon tutkimusryhmä ja heidän yhteistyökumppaninsa julkaisivat Angew'ssa artikkelin "Tehokas lähi-infrapunaelektroluminesenssi lantanidi-seostetuista perovskite-kvanttileikkureista". Chem. Int. Ed.
Paperi esittelee erittäin tehokkaan lähi-infrapuna-LEDin, jonka huippu EQE on 7,7 prosenttia 990 nm:n keskusaallonpituudella, ja se edustaa tehokkaimpia perovskiitteihin perustuvia LEDejä, joiden emissioaallonpituudet ovat yli 850 nm.
Johdanto
Perovskiitin nanokiteillä (PeNC:t) on koon ja koostumuksen mukaan viritettävä luminesenssi korkealla tehokkuudella ja korkealla värin puhtaudella näkyvässä valossa. Tehokkaan elektroluminesenssin (EL) saaminen lähi-infrapuna-alueella (NIR) on kuitenkin haastavaa, mikä rajoittaa sen mahdollisia sovelluksia.
Tässä esittelemme erittäin tehokkaan lähi-infrapunavaloa emittoivan diodin (LED), joka laajentaa EL-aallonpituuden 1000 nm:iin seostamalla ytterbium-ioneja PeNC-matriisiin (Yb3 plus: PeNCs), jonka PeNC-matriisi herkistää suoraan. Yb3 plus ioni saavuttaa. Tehokas kvanttiräätälöintiprosessi mahdollistaa Yb3 plus :PeNC:ien saavuttamisen jopa 126 prosentin fotoluminesenssikvanttisaataviksi (PLQY).
Käyttämällä halogenidikoostumustekniikkaa ja pinnan passivointistrategioita parantaaksemme PLQY:tä ja varauksensiirtotasapainoa, esittelemme erittäin tehokkaan lähi-infrapuna-LEDin, jonka huippu EQE on 7,7 prosenttia keskiaallonpituudella 990 nm, mikä edustaa suurinta tehokkuutta yli 850 nm:n emissioaallonpituuksilla. . Perovskiittipohjaiset LEDit.
Innovatiivinen kohta: Tässä tutkimuksessa seostimme ytterbium-ioneja perovskiitin nanokiteisiin pidentämään elektroluminesenssin aallonpituutta 1000 nm:iin. Halogenidistoikiometrisen ohjauksen ja pinnan passivoinnin synergistinen vaikutus mahdollistaa erittäin tehokkaiden lähi-infrapuna-LEDien toteuttamisen, joiden huippu EQE on 7,7 prosenttia, mikä on tähän mennessä korkein tehokkuus OLED- ja PeLED-laitteissa, joiden huippuaallonpituudet ylittävät 850 nm.
Graafinen opas
Kuva 1 a) Yb3 plus :PeNC:ien TEM-kuva ja alkuainekartoitus, TEM-kuvan sisäosa näyttää kidediffraktiokuvion. b) XRD-kuvio, c) IR PLQY, d) PL-spektri, e) Yb3:n ja :CsPb(Cl1-xBrx)3 PeNC:n eri halogenidistoikiometrian absorptio. f) Yb3 plus: PeNC:iden energiansiirtomekanismi, kolme rekombinaatioreittiä on merkitty (1), (2) ja (3), vastaavasti. g) TA-spektrit valituilla pumppu-anturin viiveillä. h) Normalisoitu TA-signaalin vaimeneminen aallonpituudella 450 nm ajan funktiona Yb3 plus :PeNC:ille, joilla on erilaiset nimelliset seostuspitoisuudet.
Kuva 2 a) Kaaviokaavio lähi-infrapuna PeLED:ien laiterakenteesta, joka perustuu Yb3 plus : CsPb(Cl1-xBrx)3 NC-lähetin. b) Energiakaistakaavio. c) Valon energiakanavan tehonjako lähi-infrapuna-LED:n sisällä. d) Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC-säteilijän PeLEDien EQE- ja J-ominaisuuksien perusteella EQE lasketaan ottaen huomioon vain lähi-infrapunahuippu. e) PeNC-kalvojen PLQY ja NIR PeLED:ien huippu-EQE (keskiarvot) eri eksitoniaallonpituuksilla. f) EL-spektrit, jotka vastaavat erilaisia poikkeamia välillä 3,2 V - 6 V, askelkoolla 0,2 V. Upote näyttää 3,2 V:n jännitteellä toimivan PeLEDin EL-spektrin.
Kuva 3a) Syöttö esittää BTC:n molekyylirakenteen. b) EQE - virrantiheysominaisuudet. c) Huippu-EQE-histogrammit koskemattomista (sininen käyrä) ja passivoidusta (punainen käyrä) LED-laitteista. Vain reikälaitteiden d) ja vain elektroneja sisältävien laitteiden e) JV-käyrät, jotka perustuvat koskemattomiin ja passivoituihin Yb3 plus :PeNC:ihin. Musta katkoviiva osoittaa loukun täyttöjännitteen. f) Huippu-EQE-vertailu laitteidemme, aiemmin raportoitujen NIR PeLD- ja OLED-laitteiden välillä (EL-huippuaallonpituudet yli 850 nm).
Kuva 4 a) Yb3 plus: PeNC:iden pintapassivointimekanismi. Koskemattoman ja passivoidun Yb3 plus XPS-spektrit: Yb 4d; b) Pb 4f5/2:n ja 4f7/2:n XPS-spektrit c). d) Bentsyylitiosyanaatin, koskemattoman ja passivoidun Yb3:n plus: PeNC:n FTIR-läpäisyspektrit. e) Aallonpituudella 480 nm saatujen koskemattomien ja passivoivien Yb3 plus:PeNC:ien ohimenevä PL-hajoaminen. f) PeNC:iden jäännöseksitoniemission PLQY aallonpituudella 480 nm (sininen käyrä) ja Yb3:n plus ionien lähi-infrapunaemission PLQY aallonpituudella 990 nm (vaaleanpunainen käyrä).
