ცოტა ხნის წინ, პროფესორ სიაო ჟენგუოს კვლევითმა ჯგუფმა ჩინეთის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის ფიზიკის სკოლიდან, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის მძლავრად შეწყვილებული კვანტური მასალის ფიზიკის საკვანძო ლაბორატორიიდან და ჰეფეის ნაციონალური კვლევითი ცენტრის მიკრომასშტაბიანი მასალის მეცნიერების პროგრესი ეფექტური და სტაბილური პეროვსკიტის ერთკრისტალის მომზადების სფეროშიLED-ები.

მკვლევარმა ჯგუფმა გააშენა მაღალი ხარისხის, დიდი ფართობის და ულტრა თხელი პეროვსკიტის ერთკრისტალები სივრცის შეზღუდვის მეთოდის გამოყენებით და მოამზადა პეროვსკიტის ერთკრისტალური LED 86000 cd/m2-ზე მეტი სიკაშკაშით და 12500 სთ-მდე მოქმედებით. პირველად, რომელმაც მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგა პეროვსკიტის LED ადამიანზე გამოყენებისკენგანათება. შესაბამისი მიღწევები, სახელწოდებით „მაღალი კაშკაშა და სტაბილური ერთკრისტალური პეროვსკიტის სინათლის გამოსხივების დიოდები“, გამოქვეყნდა Nature Photonics-ში 27 თებერვალს.

მეტალოჰალოიდ პეროვსკიტი გახდა ახალი თაობის LED დისპლეი და განათების მასალები მისი რეგულირებადი ტალღის სიგრძის, ნახევრად პიკის ვიწრო სიგანისა და დაბალი ტემპერატურის მომზადების გამო. ამჟამად, პოლიკრისტალურ თხელ ფენაზე დაფუძნებული პეროვსკიტის LED (PeLED) გარე კვანტური ეფექტურობა (EQE) აჭარბებს 20%-ს, შედარებით კომერციულ ორგანულ LED-თან (OLED). ბოლო წლების განმავლობაში, მაღალი ეფექტურობის პეროვსკიტის უმეტესობის მომსახურების ვადაLED მოწყობილობებიმერყეობს ასობით საათიდან ათასობით საათამდე, მაგრამ მაინც ჩამორჩება OLED-ებს. მოწყობილობის სტაბილურობაზე გავლენას მოახდენს ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა იონის მოძრაობა, დაუბალანსებელი მატარებლის იმპლანტაცია და მუშაობის დროს წარმოქმნილი ჯოულის სითბო. გარდა ამისა, Auger-ის სერიოზული რეკომბინაცია პოლიკრისტალურ პეროვსკიტის მოწყობილობებში ასევე ზღუდავს მოწყობილობების სიკაშკაშეს.

ზემოაღნიშნული პრობლემების საპასუხოდ, Xiao Zhengguo-ს კვლევითმა ჯგუფმა გამოიყენა სივრცის შეზღუდვის მეთოდი, რათა ადგილზე გაეზარდა პეროვსკიტის ერთკრისტალები სუბსტრატზე. ზრდის პირობების რეგულირებით, ორგანული ამინების და პოლიმერების შემოღებით, კრისტალების ხარისხი ეფექტურად გაუმჯობესდა, რითაც მომზადდა მაღალი ხარისხის MA0.8FA0.2PbBr3 თხელი ერთკრისტალები მინიმალური სისქით 1.5 μm. ზედაპირის უხეშობა 0,6 ნმ-ზე ნაკლებია, ხოლო შიდა ფლუორესცენციის კვანტური გამოსავალი (PLQYINT) აღწევს 90%-ს. პეროვსკიტის ერთკრისტალური LED მოწყობილობა, რომელიც მომზადებულია თხელი ერთკრისტალით, როგორც სინათლის გამოსხივების ფენა, აქვს EQE 11.2%, სიკაშკაშე 86000 cd/m2-ზე მეტი და სიცოცხლის ხანგრძლივობა 12500 სთ. თავდაპირველად მან მიაღწია კომერციალიზაციის ზღურბლს და გახდა ერთ-ერთი ყველაზე სტაბილური პეროვსკიტის LED მოწყობილობა.

ზემოაღნიშნული ნამუშევარი სრულად აჩვენებს, რომ თხელი პეროვსკიტის ერთკრისტალის გამოყენება სინათლის გამოსხივების ფენად არის სტაბილურობის პრობლემის შესაძლო გადაწყვეტა და რომ პეროვსკიტის ერთკრისტალური LED აქვს დიდი პერსპექტივა ადამიანის განათებისა და ჩვენების სფეროში.