Sinistä ja valkoista valoa perovskiiteistä

Floridan osavaltion yliopiston tutkimusryhmä on kehittänyt uuden tavan luoda sinistä valoa materiaaleista, jotka tarjoavat valtavan potentiaalin optoelektronisille laitteille, kuten aurinkokennoille, valodiodeille ja lasereille.

FSU:n kemian professorin Biwu Ma:n johtama tiimi on julkaissut uuden tutkimuksen, jossa esitetään yksinkertainen ja tehokas tapa luoda tehokas ja vakaa sininen valo metallihalogenidiperovskiiteista.

Metallihalogenidiperovskiitit ovat nouseva luokka puolijohdemateriaaleja, joille on tunnusomaista kuutiokiderakenne, jolla on hyvät valoa säteilevät ominaisuudet ja jotka ovat myös helppoja ja edullisia valmistaa.

"Kehitimme uusia strategioita tehokkaan ja vakaan sinisen valon saavuttamiseksi perovskiiteistä ja valmistamme tehokkaampia ledejä", Ma sanoo. "Jos haluat täysvärisen näytön, tarvitset sinistä, vihreää ja punaista. Vihreällä ja punaisella on jo hyvä suorituskyky, mutta sininen on vaikeampaa. Vakaata sinistä ei ole helppo tehdä, koska sillä on korkeampi energia."

Ma ja hänen tiiminsä loivat sinisiä säteileviä nanohiutaleita käyttämällä metallihalogenidiperovskiittia, joka perustuu kemialliseen yhdisteeseen cesiumlyijybromidi tai CsPbBr3. Nanohiutaleet ovat nanomateriaaleja, joiden paksuus on vain muutama yksikkösolu, ja sen seurauksena ne kokevat vahvan dielektrisen ja kvanttirajoituksen vaikutukset.

Saadakseen nämä tietyt nanohiutaleet emittoimaan tehokasta ja vakaata sinistä valoa, tutkijat pinnoittivat ne monitoimisella orgaanisella sulfaatilla, joka mahdollisti pinnan passivoinnin. Se on erittäin tehokas menetelmä, jota käytetään parantamaan luminesenssiominaisuuksia ja vakautta.

Tässä projektissa yksinkertainen orgaaninen sulfaattipassivointi auttaa estämään nanohiutaleita heikkenemästä, jolloin ne emittoivat tehokkaammin vakaampaa sinistä valoa.

"Työmme osoittaa selvästi potentiaalin käyttää oikein pintapassivoituja perovskiittinanohiutaleita emittereinä erittäin tehokkaille ja vakaille ledeille", Ma sanoo.

Shanghain yliopiston tutkijat Fei Xun johdolla ovat puolestaan jatkaneet valkoista valoa tuottavan materiaalin tutkimusta.

Aallotetut 2D-antimonihalogenidiperovskiitit, kuten Cs3Sb2Cl9 (CSC), ovat lupaavia ehdokkaita yhden lähteen valkoisen valon emissiolle ultralaajakaistaisen spektriensä ansiosta. CSC:llä on kuitenkin vakava luminesenssin tukahtumisilmiö, joka johtuu eksitonien riittämättömästä rajoituksesta.

Uusimmassa tutkimusartikkelissaan tutkijat raportoivat Sb:n homovalenttisesta korvausstrategiasta pienellä määrällä harvinaisten maametallien kationeja CSC:ssä intensiivisten ultralaajakaistaisten spektrien toteuttamiseksi, joka kattaa näkyvän valon alueen huonelämpötilassa.

Korvaus tuottaa itsekiinnittyvän eksitoniemission, jonka voidaan katsoa johtuvan korkeasta aktivaatioenergiasta, tyypin I kaltaisesta "hajallaan olevasta" kaistakohdistuksesta ja voimakkaasta elektroni-fononi -vuorovaikutuksesta.

Aiheesta aiemmin:

Sinistä valoa perovskiittiledeistä

Monenlaista ledien värien hallintaa