Recentemente, a equipe de pesquisa do professor Xiao Zhengguo da Escola de Física da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, do Laboratório Principal de Física de Materiais Quânticos Fortemente Acoplados da Academia Chinesa de Ciências e do Centro Nacional de Pesquisa de Hefei para Ciência de Materiais em Microescala fez importantes progresso no campo da preparação de cristal único de perovskita eficiente e estávelLEDs.

A equipe de pesquisa cultivou cristais únicos de perovskita de alta qualidade, de grande área e ultrafinos usando o método de restrição de espaço, e preparou LED de cristal único de perovskita com brilho de mais de 86.000 cd/m2 e vida útil de até 12.500 h para o primeira vez, que deu um passo importante em direção à aplicação de LED perovskita em humanosiluminação. As conquistas relevantes, intituladas “Diodos emissores de luz de perovskita de cristal único altamente brilhantes e estáveis”, foram publicadas na Nature Photonics em 27 de fevereiro.

A perovskita de iodetos metálicos tornou-se uma nova geração de telas LED e materiais de iluminação devido ao seu comprimento de onda ajustável, largura estreita de meio pico e preparação para baixa temperatura. Atualmente, a eficiência quântica externa (EQE) do LED perovskita (PeLED) baseado em filme fino policristalino excedeu 20%, comparável ao LED orgânico comercial (OLED). Nos últimos anos, a vida útil da maioria das perovskitas de alta eficiência relatadasDispositivos LEDvaria de centenas a milhares de horas, ainda ficando atrás dos OLEDs. A estabilidade do dispositivo será afetada por fatores como movimento iônico, implantação desequilibrada do transportador e calor joule gerado durante a operação. Além disso, a grave recombinação Auger em dispositivos de perovskita policristalina também limita o brilho dos dispositivos.

Em resposta aos problemas acima, a equipe de pesquisa de Xiao Zhengguo usou o método de restrição de espaço para cultivar cristais únicos de perovskita no substrato in situ. Ao ajustar as condições de crescimento, introduzindo aminas e polímeros orgânicos, a qualidade do cristal foi efetivamente melhorada, preparando assim monocristais finos MA0.8FA0.2PbBr3 de alta qualidade com uma espessura mínima de 1,5 μm. A rugosidade da superfície é inferior a 0,6 nm e o rendimento quântico de fluorescência interna (PLQYINT) atinge 90%. O dispositivo LED de cristal único perovskita preparado com cristal único fino como camada emissora de luz tem um EQE de 11,2%, um brilho de mais de 86.000 cd/m2 e uma vida útil de 12.500 h. Atingiu inicialmente o limiar de comercialização e tornou-se um dos dispositivos LED de perovskita mais estáveis ​​​​da atualidade.

O trabalho acima demonstra totalmente que o uso de cristal único de perovskita fina como camada emissora de luz é uma solução viável para o problema de estabilidade, e que o LED de cristal único de perovskita tem uma grande perspectiva no campo de iluminação e exibição humana.