Pred kratkim je raziskovalna skupina profesorja Xiao Zhengguoja s Fakultete za fiziko Univerze za znanost in tehnologijo Kitajske, Ključnega laboratorija za močno sklopljeno kvantno fiziko materialov Kitajske akademije znanosti in Nacionalnega raziskovalnega centra Hefei za znanost o materialih na mikroskopskem merilu naredila pomembno napredek na področju priprave učinkovitega in stabilnega monokristala perovskitaLED diode.

Raziskovalna skupina je vzgojila visokokakovostne monokristale perovskita z veliko površino in ultra tanke monokristale perovskita z uporabo metode omejitve prostora ter pripravila monokristal LED perovskita s svetlostjo več kot 86000 cd/m2 in življenjsko dobo do 12500 ur za prvič, ki je naredil pomemben korak k uporabi perovskitne LED na ljudehosvetlitev. Ustrezni dosežki z naslovom »Visoko svetle in stabilne enokristalne perovskitne svetleče diode« so bili objavljeni v Nature Photonics 27. februarja.

Kovinski halid perovskit je postal nova generacija LED zaslonov in materialov za razsvetljavo zaradi svoje nastavljive valovne dolžine, ozke širine polovice vrha in nizkotemperaturne priprave. Trenutno je zunanja kvantna učinkovitost (EQE) perovskitne LED (PeLED), ki temelji na polikristalnem tankem filmu, presegla 20 %, kar je primerljivo s komercialno organsko LED (OLED). V zadnjih letih je življenjska doba večine prijavljenih perovskita z visokim izkoristkomLED napraveobsega od sto do tisoč ur, še vedno zaostaja za OLED. Na stabilnost naprave bodo vplivali dejavniki, kot so gibanje ionov, neuravnotežena implantacija nosilca in joulova toplota, ki nastane med delovanjem. Poleg tega resna Augerjeva rekombinacija v polikristalnih perovskitnih napravah omejuje tudi svetlost naprav.

Kot odgovor na zgornje težave je raziskovalna skupina Xiao Zhengguo uporabila metodo prostorske omejitve za gojenje monokristalov perovskita na substratu in situ. S prilagoditvijo rastnih pogojev, vnosom organskih aminov in polimerov smo kakovost kristalov učinkovito izboljšali in tako pripravili visokokakovostne tanke monokristale MA0.8FA0.2PbBr3 z minimalno debelino 1,5 μm. Površinska hrapavost je manjša od 0,6 nm, kvantni izkoristek notranje fluorescence (PLQYINT) pa doseže 90 %. Perovskitna enokristalna LED naprava, pripravljena s tankim monokristalom kot svetlobno plastjo, ima EQE 11,2 %, svetlost več kot 86000 cd/m2 in življenjsko dobo 12500 ur. Sprva je dosegel prag komercializacije in postal ena najbolj stabilnih perovskitnih LED naprav trenutno.

Zgornje delo v celoti dokazuje, da je uporaba tankega monokristala perovskita kot plasti, ki oddaja svetlobo, izvedljiva rešitev za problem stabilnosti in da ima perovskitni monokristal LED veliko možnosti na področju človeške razsvetljave in zaslona.