Huolimatta valoa lähettävien diodien (LEDit) nopeasta kehityksestä, joka perustuu nouseviin perovskite-nanokiteisiin (PENC), on edelleen haastavaa saavuttaa integroidut tehokkaat ja korkean kirkkauden laitteet PENC: ien käyttämien eristävien pitkäketjuisten ligandien vuoksi.
Täällä UESTC: n ja muiden yksiköiden tutkijat kehittivät erittäin valaisevia ja stabiileja formamidiinisia lyijybromidi-PENC: itä, jotka on päällystetty järkevästi suunnitelluilla 2-naftaleeniesulfonihapoilla (NSA) lyhyillä aromaattisilla ligandeilla, käytettäväksi LEDeissä. Yleisesti käytettyihin öljyhappoligandeihin verrattuna NSA-molekyylit eivät ainoastaan säilyttäneet PENS: n pintaominaisuuksia puhdistusprosessin aikana, vaan myös paransivat merkittävästi kootun emissiivisen kerroksen sähköisiä ominaisuuksia varmistaen tehokkaan latauksen ruiskutuksen / kuljetuksen laitteessa. Tuloksena olevan parhaan LED:n elektroluminesenssi osoittaa korkean kirkkauden 67115 cd cm-2 ja ulkoisen kvanttitehokkuuden huipputason 19,2%.
Aiheeseen liittyvä paperi julkaistiin ACS Energy Letters -lehdessä otsikolla "Korkean kirkkauden perovskite valoa lähettävät diodit, jotka perustuvat FAPbBr3-nanokiteisiin, joissa on rationaalisesti suunnitellut aromaattiset ligandit".
Metallihalidiperovskite nanokiteiset (PENC) ovat viime aikoina nousseet ehdokkaiksi edullisiin, suorituskykyisiin valoa lähettäviin diodeihin (LEDit). Korkealaatuiset PENC:t, joissa on lähes yksikköllinen luminesenssikvanttituotto (PLQY), voidaan saada lievissä synteesiolosuhteissa ainutlaatuisen korkean viansietokykyisen ominaisuutensa vuoksi. Lisäksi PENC-yhdisteiden valopäästöillä on laaja viritys ja kapea päästölinja koko näkyvällä spektrillä, mikä johtaa erittäin laajaan värivalikoimaan, joka kattaa noin 100%. Tämä tekee siitä parhaan ehdokkaan korkean resoluution näyttösovelluksiin.
Viime vuosina penc-yhdisteiden materiaalisynteesiä ja pintapassisointia koskevan laajan tutkimuksen avulla siihen liittyvien LED-valojen ulkoinen kvanttitehokkuus (EQE) on kasvanut nopeasti noin 0,1 prosentista yli 20%: n korkeisiin arvoihin, mikä on verrattavissa kaupallisiin luminesenssitekniikoihin. Huolimatta vaikuttavasta edistyksestä PENS-pohjaisten tehokkaiden LED-valojen toteuttamisessa, useimmissa huippuluokan laitteissa on vain vähän tai ei lainkaan järjestelmään integroitua korkeaa EQE: tä ja korkea kirkkaus. Tätä rajoittaa pääasiassa laitteen huono latausinjektio/kuljetus, joka on peräisin PENC-yhdisteissä yleisesti käytettyjen pitkäketjuisten orgaanisten ligandien eristävistä ominaisuuksista.
PENC-yhdisteiden pintaominaisuuksien virittämiseksi on tutkittu yleisesti käytetyn pitkäketjuisen oleyyliamiinin ja öljyhapon (OA) lisäksi useita vaihtoehtoisia ligandeja ja kehitetty monia hyödyllisiä synteesin jälkeisiä ligandien hallintastrategioita. Perovskiittien erittäin dynaamisen ligandin sitoutumisen ja ionisen kristallirakenteen vuoksi PENC: n pintaominaisuudet ja rakenteellinen eheys ovat kuitenkin hyvin herkkiä ympäröivälle kemialliselle ympäristölle kolloidisen synteesin ja jälkikäsittelyn aikana, mikä tekee PENC: n järkevän liganditekniikan toteutumisesta erittäin korkean. haastava. Siksi asianmukaiset pintaligandit, jotka voivat ylläpitää PENC-yhdisteiden korkeaa valotehokkuutta ja erinomaista kolloidista vakautta varmistaen samalla tuloksena olevan emissioaltiive-kerroksen tehokkaat sähköiset ominaisuudet, ovat ratkaisevan tärkeitä siihen liittyvien LED-valojen suorituskyvyn parantamiseksi tulevaisuudessa.
Tässä työssä kirjoittajat raportoivat korkean kirkkauden, korkean hyötysuhteen LED:n, joka perustuu puhtaaseen vihreään säteilevään lyijymuotoamidinebromidiin (FAPbBr3), paljastaen tehokkaan ligandinvaihdon ja / tai PENS-kompensaatiota helpon puhdistuksen aikana NSA: ta sisältävillä liuottimilla , mikä parantaa kolloidisen liuoksen ja korkeiden PLQY: n vakautta. Lisäksi NSA-PEC:ien kootuilla emissiokerroksilla on hyvät latauskuljetusominaisuudet, jotka voivat olla peräisin NSA-molekyylien aiheuttamasta PEC-yhdisteiden vahvasta kytkennästä. Upottamalla optimoidun NSA FAPbBr3 -säteilijän täydelliseen LED-valoon, laitteessa on vihreä elektroluminesenssihuippu (EL) 532 nm: ssä ja puolikorkeuden leveys (fwhm) noin 21 nm, mikä vastaa Kansainvälisen valaistuskomission (CIE) koordinaatteja (0,19,0,77), vihreää pääväriä.
Kuva 1 Materiaalisynteesi ja karakterisointi
Kuva 2 PENC-yhdisteiden ligandin sidontaominaisuudet
Kuva 3 Yksikantajan laitteen ominaisuudet
Kuva 4 FAPbBr3-perovskite-nanokiteisiin perustuvat LEDit
