Нещодавно дослідницька група професора Ліангшен Ляо з Університету Сучжоу та їхніх співробітників опублікувала на Angew статтю під назвою «Ефективна електролюмінесценція ближнього інфрачервоного діапазону від перовскітних квантових різців, легованих лантаноїдами». Chem. Міжн. ред.
У документі демонструється високоефективний світлодіод ближнього інфрачервоного діапазону з піковим EQE 7,7 відсотка при центральній довжині хвилі 990 нм, що представляє найбільш ефективні світлодіоди на основі перовскіту з довжиною хвилі випромінювання понад 850 нм.
вступ
Нанокристали перовскіту (PeNC) виявляють люмінесценцію, що регулюється розміром і складом, із високою ефективністю та високою чистотою кольору у видимому світлі. Однак отримати ефективну електролюмінесценцію (EL) у ближньому інфрачервоному (NIR) діапазоні є складним завданням, що обмежує її потенційні застосування.
Тут ми демонструємо високоефективний світловипромінюючий діод (LED) ближнього інфрачервоного діапазону, який розширює довжину хвилі EL до 1000 нм шляхом легування іонів ітербію в матрицю PeNC (Yb3 плюс: PeNCs), яка безпосередньо сенсибілізована матрицею PeNC. Yb3 плюс іон для досягнення. Ефективний процес квантового налаштування дозволяє Yb3 plus :PeNCs досягати квантових виходів фотолюмінесценції (PLQY) до 126 відсотків.
Використовуючи розробку галогенної композиції та стратегії пасивації поверхні для покращення PLQY та балансу транспортування заряду, ми демонструємо високоефективний світлодіод ближнього інфрачервоного діапазону з піковим EQE 7,7 відсотка при центральній довжині хвилі 990 нм, що представляє найвищу ефективність для випромінювання з довжинами хвиль понад 850 нм. . Світлодіоди на основі перовскіту.
Інновація: у цьому дослідженні ми додали іони ітербію в нанокристали перовскіту, щоб збільшити довжину хвилі електролюмінесценції до 1000 нм. Синергічний ефект контролю галоїдної стехіометрії та пасивації поверхні дозволяє нам створювати високоефективні світлодіоди ближнього інфрачервоного діапазону з піковим EQE 7,7 відсотка, що є найвищою ефективністю серед OLED та PeLED з піковою довжиною хвилі понад 850 нм.
Графічний посібник
Рисунок 1 a) ТЕМ-зображення та елементне відображення Yb3 плюс :PeNCs, вставка ТЕМ-зображення показує кристалічну дифракційну картину. b) XRD картина, c) ІЧ PLQY, d) спектр PL, e) Поглинання різної стехіометрії галогенідів Yb3 плюс :CsPb(Cl1-xBrx)3 PeNCs. f) Yb3 плюс: механізм передачі енергії PeNCs, три шляхи рекомбінації позначаються як (1), (2) і (3) відповідно. g) Спектри ТА при вибраних затримках накачування-зондування. h) Нормалізований спад сигналу ТА при 450 нм від часу для Yb3 плюс :PeNC з різними номінальними концентраціями легування.
Рис. 2 а) Принципова схема пристрою PeLED ближнього інфрачервоного діапазону на основі NC випромінювача Yb3 plus : CsPb(Cl1-xBrx)3. б) Енергетична зонна діаграма. c) Розподіл потужності каналу світлової енергії всередині світлодіода ближнього інфрачервоного діапазону. d) Базуючись на характеристиках EQE та J PeLED випромінювача Yb3 plus :CsPbCl1-xBrx NC, EQE розраховується з урахуванням лише піку ближнього інфрачервоного діапазону. e) PLQY плівок PeNC і пікове EQE (середні значення) PeLED на різних екситонних довжинах хвиль. f) ЕЛ-спектри, що відповідають різним відхиленням від 3,2 В до 6 В, з розміром кроку 0,2 В. На вставці показаний спектр EL PeLED, що працює при напрузі 3,2 В.
Малюнок 3a) На вставці показано молекулярну структуру BTC. б) EQE - характеристика густини струму. c) Пікові гістограми EQE первинних (синя крива) і пасивованих (червона крива) світлодіодних пристроїв. Криві СП діркових пристроїв d) і лише електронних пристроїв e) на основі чистих і пасивованих Yb3 плюс :PeNC. Чорна пунктирна лінія вказує напругу заповнення пастки. f) Порівняння пікового EQE між нашими пристроями, зареєстрованими раніше NIR PeLD та OLED (пікові довжини хвилі EL понад 850 нм).
Рисунок 4 a) Механізм пасивації поверхні Yb3 plus: PeNC. XPS-спектри первинного та пасивованого Yb3 плюс: Yb 4d; b) XPS-спектри Pb 4f5/2 та 4f7/2 c). d) Спектри пропускання FTIR бензилтіоціанату, первинного та пасивованого Yb3 plus: PeNC. e) Перехідний розпад ФЛ незайманих і пасивованих Yb3 плюс :PeNC, отриманих на довжині хвилі 480 нм. f) PLQY залишкового випромінювання екситонів при 480 нм (блакитна крива) PeNCs і PLQY ближнього інфрачервоного випромінювання іонів Yb3 плюс при 990 нм (рожева крива).
