Gần đây, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Liangsheng Liao từ Đại học Soochow và các cộng tác viên của họ đã xuất bản một bài báo có tựa đề "Phát quang điện tử cận hồng ngoại hiệu quả từ máy cắt lượng tử Perovskite pha tạp Lanthanide" trên Angew. hóa học. quốc tế biên tập.
Bài báo trình diễn đèn LED cận hồng ngoại hiệu quả cao với EQE cực đại là 7,7 phần trăm ở bước sóng trung tâm 990 nm, đại diện cho đèn LED dựa trên perovskite hiệu quả nhất với bước sóng phát xạ ngoài 850 nm.
Giới thiệu
Các tinh thể nano perovskite (PeNC) thể hiện khả năng phát quang có thể điều chỉnh kích thước và thành phần với hiệu suất cao và độ tinh khiết màu cao trong ánh sáng khả kiến. Tuy nhiên, thu được hiệu quả phát quang điện (EL) trong vùng cận hồng ngoại (NIR) là một thách thức, hạn chế các ứng dụng tiềm năng của nó.
Ở đây, chúng tôi chứng minh một đi-ốt phát quang cận hồng ngoại (LED) hiệu suất cao giúp mở rộng bước sóng EL lên 1000 nm bằng cách pha tạp các ion ytterbium vào ma trận PeNC (Yb3 plus : PeNCs), ma trận này được ma trận PeNC nhạy cảm trực tiếp. Cộng ion Yb3 để đạt được. Quy trình điều chỉnh lượng tử hiệu quả cho phép Yb3 plus :PeNC đạt được năng suất lượng tử phát quang (PLQY) cao tới 126 phần trăm .
Sử dụng kỹ thuật tổng hợp halogen và các chiến lược thụ động bề mặt để cải thiện PLQY và cân bằng vận chuyển điện tích, chúng tôi trình diễn đèn LED cận hồng ngoại hiệu quả cao với EQE cao nhất là 7,7% ở bước sóng trung tâm 990 nm, thể hiện hiệu suất cao nhất đối với bước sóng phát xạ ngoài 850 nm . Đèn LED dựa trên perovskite.
Điểm sáng tạo: Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã pha tạp các ion ytterbium vào các tinh thể nano perovskite để mở rộng bước sóng điện phát quang lên 1000 nm. Hiệu ứng tổng hợp của kiểm soát cân bằng hóa học halogen và thụ động hóa bề mặt cho phép chúng tôi nhận ra đèn LED cận hồng ngoại hiệu quả cao với EQE cao nhất là 7,7% , hiệu suất cao nhất từ trước đến nay trong số các OLED và PeLED có bước sóng cực đại vượt quá 850 nm.
hướng dẫn đồ họa
Hình 1 a) Ảnh TEM và ánh xạ nguyên tố của Yb3 plus :PeNCs, phần bên trong của ảnh TEM hiển thị mẫu nhiễu xạ tinh thể. b) Mẫu XRD, c) IR PLQY, d) Phổ PL, e) Sự hấp thụ của các phép cân bằng hóa học halogenua khác nhau của Yb3 cộng với :CsPb(Cl1-xBrx)3 PeNCs. f) Yb3 plus : Cơ chế truyền năng lượng của PeNCs, ba con đường tái tổ hợp lần lượt được ký hiệu là (1), (2) và (3). g) Phổ TA ở độ trễ đầu dò bơm đã chọn. h) Phân rã tín hiệu TA chuẩn hóa ở bước sóng 450 nm so với thời gian đối với Yb3 cộng :PeNC với các nồng độ pha tạp danh nghĩa khác nhau.
Hình 2 a) Sơ đồ cấu trúc thiết bị của PeLED cận hồng ngoại dựa trên Yb3 plus : Bộ phát NC CsPb(Cl1-xBrx)3. b) Giản đồ dải năng lượng. c) Phân bố công suất của kênh năng lượng ánh sáng bên trong đèn LED cận hồng ngoại. d) Dựa trên các đặc tính EQE và J của PeLED của bộ phát Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC, EQE được tính chỉ xem xét đỉnh hồng ngoại gần. e) PLQY của phim PeNC và EQE cực đại (giá trị trung bình) của NIR PeLED ở các bước sóng kích thích khác nhau. f) Phổ EL tương ứng với các độ lệch khác nhau từ 3,2 V đến 6 V, với kích thước bước là 0.2V. Hình nhỏ cho thấy phổ EL của PeLED hoạt động ở 3,2 V.
Hình 3a) Hình nhỏ cho thấy cấu trúc phân tử của BTC. b) EQE - đặc tính mật độ dòng điện. c) Biểu đồ EQE đỉnh của thiết bị LED nguyên sơ (đường cong màu xanh) và thụ động (đường cong màu đỏ). Các đường cong liên kết của các thiết bị chỉ có lỗ trống d) và các thiết bị chỉ có điện tử e) dựa trên Yb3 plus nguyên sơ và thụ động:PeNCs. Đường đứt nét màu đen biểu thị điện áp lấp đầy bẫy. f) So sánh EQE đỉnh giữa các thiết bị của chúng tôi, NIR PeLD và OLED được báo cáo trước đây (bước sóng cực đại EL trên 850 nm).
Hình 4 a) Cơ chế thụ động hóa bề mặt của Yb3 plus : PeNCs. Phổ XPS của Yb3 plus nguyên sơ và thụ động: Yb 4d; b) Phổ XPS của Pb 4f5/2 và 4f7/2 c). d) Phổ truyền qua FTIR của benzyl thiocyanat, Yb3 plus nguyên sơ và thụ động : PeNCs. e) Phân rã PL thoáng qua của Yb3 plus nguyên sơ và thụ động :PeNCs thu được ở bước sóng 480 nm. f) PLQY của phát xạ exciton dư ở 480 nm (đường cong màu xanh) của PeNC và PLQY của phát xạ cận hồng ngoại của các ion Yb3 cộng ở 990 nm (đường cong màu hồng).
