Nedávno výzkumný tým profesora Xiao Zhengguo z Fakulty fyziky Čínské vědecké a technologické univerzity, Klíčové laboratoře silně vázané kvantové fyziky materiálů Čínské akademie věd a Národního výzkumného centra Hefei pro vědu o materiálech v mikroměřítku pokrok v oblasti přípravy účinného a stabilního monokrystalu perovskituLED diody.

Výzkumný tým vypěstoval vysoce kvalitní, velkoplošné a ultratenké perovskitové monokrystaly pomocí metody prostorového omezení a připravil perovskitové monokrystalové LED s jasem více než 86 000 cd/m2 a životností až 12 500 h. poprvé, což udělalo důležitý krok směrem k aplikaci perovskitových LED na člověkaosvětlení. Příslušné úspěchy nazvané „Vysoce jasné a stabilní monokrystalické perovskitové světelné diody“ byly zveřejněny v Nature Photonics 27.

Metalhalogenidový perovskit se stal novou generací materiálů pro LED displeje a osvětlení díky své laditelné vlnové délce, úzké šířce polovičního vrcholu a nízkoteplotní přípravě. V současné době externí kvantová účinnost (EQE) perovskitových LED (PeLED) na bázi polykrystalického tenkého filmu přesáhla 20 %, což je srovnatelné s komerčními organickými LED (OLED). V posledních letech je životnost většiny uváděných vysoce účinných perovskituLED zařízeníse pohybuje od stovek až po tisíce hodin, stále zaostává za OLED. Stabilita zařízení bude ovlivněna takovými faktory, jako je pohyb iontů, nevyvážená implantace nosiče a joulové teplo generované během provozu. Kromě toho vážná Augerova rekombinace v polykrystalických perovskitových zařízeních také omezuje jas zařízení.

V reakci na výše uvedené problémy výzkumný tým Xiao Zhengguo použil metodu omezení prostoru k růstu monokrystalů perovskitu na substrátu in situ. Úpravou podmínek růstu, zavedením organických aminů a polymerů se efektivně zlepšila kvalita krystalů, a tak byly připraveny vysoce kvalitní tenké monokrystaly MA0.8FA0.2PbBr3 o minimální tloušťce 1,5 μm. Drsnost povrchu je menší než 0,6 nm a kvantový výtěžek vnitřní fluorescence (PLQYINT) dosahuje 90 %. Perovskitové monokrystalové LED zařízení připravené s tenkým monokrystalem jako vrstvou vyzařující světlo má EQE 11,2 %, jas více než 86 000 cd/m2 a životnost 12 500 h. Zpočátku dosáhl prahu komercializace a stal se v současnosti jedním z nejstabilnějších perovskitových LED zařízení.

Výše uvedená práce plně ukazuje, že použití tenkého perovskitového monokrystalu jako světlo emitující vrstvy je proveditelným řešením problému stability a že perovskitový monokrystal LED má velkou perspektivu v oblasti lidského osvětlení a displeje.