Gần đây, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Xiao Zhengguo từ Trường Vật lý thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Phòng thí nghiệm Trọng điểm về Vật lý Vật liệu Lượng tử Liên kết Mạnh của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia về Khoa học Vật liệu Vi mô Hợp Phì đã đưa ra một số quan điểm quan trọng. tiến bộ trong lĩnh vực điều chế tinh thể đơn perovskite hiệu quả và ổn địnhđèn LED.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển các tinh thể đơn perovskite chất lượng cao, diện tích lớn và siêu mỏng bằng phương pháp hạn chế không gian và đã chế tạo được đèn LED đơn tinh thể perovskite với độ sáng hơn 86000 cd/m2 và tuổi thọ lên tới 12500 h cho lần đầu tiên đã thực hiện một bước quan trọng hướng tới việc ứng dụng đèn LED perovskite cho con ngườithắp sáng. Các thành tựu liên quan mang tên “Điốt phát sáng perovskite đơn tinh thể có độ sáng cao và ổn định” đã được công bố trên tạp chí Nature Photonics vào ngày 27 tháng 2.

Perovskite halogen kim loại đã trở thành thế hệ vật liệu chiếu sáng và hiển thị LED mới nhờ bước sóng có thể điều chỉnh, chiều rộng nửa đỉnh hẹp và chuẩn bị ở nhiệt độ thấp. Hiện tại, hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) của đèn LED perovskite (PeLED) dựa trên màng mỏng đa tinh thể đã vượt quá 20%, có thể so sánh với đèn LED hữu cơ thương mại (OLED). Trong những năm gần đây, tuổi thọ của hầu hết các loại perovskite hiệu quả cao được báo cáothiết bị LEDdao động từ hàng trăm đến hàng nghìn giờ, vẫn tụt hậu so với OLED. Độ ổn định của thiết bị sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như chuyển động của ion, việc cấy chất mang không cân bằng và nhiệt lượng joule sinh ra trong quá trình vận hành. Ngoài ra, sự tái hợp Auger nghiêm trọng trong các thiết bị perovskite đa tinh thể cũng hạn chế độ sáng của thiết bị.

Để giải quyết những vấn đề trên, nhóm nghiên cứu của Xiao Zhengguo đã sử dụng phương pháp hạn chế không gian để phát triển các tinh thể đơn perovskite trên chất nền tại chỗ. Bằng cách điều chỉnh các điều kiện tăng trưởng, đưa vào các amin và polyme hữu cơ, chất lượng tinh thể đã được cải thiện một cách hiệu quả, do đó tạo ra các tinh thể đơn mỏng MA0.8FA0.2PbBr3 chất lượng cao với độ dày tối thiểu 1,5 μ m. Độ nhám bề mặt nhỏ hơn 0,6nm và hiệu suất lượng tử huỳnh quang bên trong (PLQYINT) đạt 90%. Thiết bị LED đơn tinh thể perovskite được chế tạo bằng tinh thể đơn mỏng làm lớp phát sáng có EQE là 11,2%, độ sáng hơn 86000 cd/m2 và tuổi thọ 12500 giờ. Bước đầu nó đã đạt đến ngưỡng thương mại hóa và trở thành một trong những thiết bị LED perovskite ổn định nhất hiện nay.

Công trình trên chứng minh đầy đủ rằng việc sử dụng tinh thể đơn perovskite mỏng làm lớp phát sáng là một giải pháp khả thi cho vấn đề ổn định và đèn LED đơn tinh thể perovskite có triển vọng lớn trong lĩnh vực chiếu sáng và hiển thị của con người.