في الآونة الأخيرة، قام فريق بحث البروفيسور شياو تشنغ قوه من كلية الفيزياء بجامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، والمختبر الرئيسي لفيزياء المواد الكمومية المقترنة بقوة بالأكاديمية الصينية للعلوم ومركز خفي الوطني لأبحاث علوم المواد المجهرية، بأهمية التقدم المحرز في مجال تحضير بلورة البيروفسكايت المفردة الفعالة والمستقرةالمصابيح.

قام فريق البحث بتطوير بلورات بيروفسكايت مفردة عالية الجودة وكبيرة الحجم ورقيقة للغاية باستخدام طريقة تقييد المساحة، وأعد بلورة بيروفسكايت مفردة LED بسطوع يزيد عن 86000 شمعة/م2 وعمر يصل إلى 12500 ساعة للمنتج. لأول مرة، والتي اتخذت خطوة مهمة نحو تطبيق البيروفسكايت LED على الإنسانإضاءة. تم نشر الإنجازات ذات الصلة، بعنوان "ثنائيات باعثة للضوء من البيروفسكايت أحادية البلورة عالية السطوع ومستقرة"، في مجلة Nature Photonics في 27 فبراير.

أصبح البيروفسكايت الهاليد المعدني جيلًا جديدًا من شاشات العرض LED ومواد الإضاءة نظرًا لطوله الموجي القابل للضبط وعرضه الضيق لنصف الذروة وإعداده لدرجة الحرارة المنخفضة. في الوقت الحاضر، تجاوزت كفاءة الكم الخارجية (EQE) لمصابيح البيروفسكايت LED (PeLED) المستندة إلى غشاء رقيق متعدد البلورات 20%، مقارنة بمصابيح LED العضوية التجارية (OLED). في السنوات الأخيرة، تم الإبلاغ عن عمر خدمة معظم البيروفسكايت عالي الكفاءةأجهزة LEDتتراوح من مئات إلى آلاف الساعات، ولا تزال متخلفة عن شاشات OLED. سوف يتأثر استقرار الجهاز بعوامل مثل حركة الأيونات، وزرع الناقل غير المتوازن وحرارة الجول المتولدة أثناء التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، فإن إعادة تركيب أوجيه الخطيرة في أجهزة البيروفسكايت متعددة البلورات تحد أيضًا من سطوع الأجهزة.

ردًا على المشكلات المذكورة أعلاه، استخدم فريق بحث Xiao Zhengguo طريقة تقييد المساحة لزراعة بلورات مفردة من البيروفسكايت على الركيزة في الموقع. من خلال ضبط ظروف النمو، وإدخال الأمينات العضوية والبوليمرات، تم تحسين جودة البلورة بشكل فعال، وبالتالي تحضير بلورات مفردة رفيعة MA0.8FA0.2PbBr3 عالية الجودة بسماكة لا تقل عن 1.5 ميكرومتر. خشونة السطح أقل من 0.6 نانومتر، ويصل العائد الكمي الفلوري الداخلي (PLQYINT) إلى 90٪. جهاز LED ذو بلورة واحدة من البيروفسكايت تم إعداده باستخدام بلورة مفردة رفيعة حيث أن الطبقة الباعثة للضوء تتمتع بـ EQE بنسبة 11.2%، وسطوع يزيد عن 86000 شمعة/م2، وعمر 12500 ساعة. لقد وصل في البداية إلى عتبة التسويق، وأصبح واحدًا من أكثر أجهزة البيروفسكايت LED استقرارًا في الوقت الحاضر.

يوضح العمل أعلاه بشكل كامل أن استخدام بلورة البيروفسكايت الرقيقة المفردة كطبقة باعثة للضوء يعد حلاً ممكنًا لمشكلة الاستقرار، وأن مصباح LED المفرد البلوري البيروفسكايت له آفاق كبيرة في مجال الإضاءة البشرية والعرض.