Baru-baru ini, pasukan penyelidik Profesor Xiao Zhengguo dari Pusat Pengajian Fizik Universiti Sains dan Teknologi China, Makmal Utama Fizik Bahan Kuantum Berganding Kuat Akademi Sains China dan Pusat Penyelidikan Kebangsaan Hefei untuk Sains Bahan Skala Mikro telah menjadikan penting kemajuan dalam bidang penyediaan kristal tunggal perovskit yang cekap dan stabilLED.

Pasukan penyelidik telah mengembangkan kristal tunggal perovskit berkualiti tinggi, luas dan ultra nipis dengan menggunakan kaedah sekatan ruang, dan menyediakan LED kristal tunggal perovskit dengan kecerahan lebih daripada 86000 cd/m2 dan hayat sehingga 12500 jam untuk kali pertama, yang telah mengambil langkah penting ke arah penggunaan LED perovskite kepada manusiapencahayaan. Pencapaian yang berkaitan, bertajuk "Diod pemancar cahaya perovskite kristal tunggal yang terang dan stabil", telah diterbitkan dalam Nature Photonics pada 27 Februari.

Perovskite halida logam telah menjadi generasi baharu paparan LED dan bahan pencahayaan kerana panjang gelombangnya yang boleh ditala, lebar separuh puncak yang sempit dan penyediaan suhu rendah. Pada masa ini, kecekapan kuantum luaran (EQE) LED perovskite (PeLED) berdasarkan filem nipis polihabluran telah melebihi 20%, setanding dengan LED organik komersial (OLED). Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, hayat perkhidmatan kebanyakan perovskite berkecekapan tinggi yang dilaporkanPeranti LEDberkisar antara ratusan hingga ribuan jam, masih ketinggalan berbanding OLED. Kestabilan peranti akan dipengaruhi oleh faktor seperti pergerakan ion, implantasi pembawa tidak seimbang dan haba joule yang dijana semasa operasi. Di samping itu, penggabungan semula Auger yang serius dalam peranti perovskite polihabluran juga mengehadkan kecerahan peranti.

Sebagai tindak balas kepada masalah di atas, pasukan penyelidik Xiao Zhengguo menggunakan kaedah sekatan ruang untuk mengembangkan kristal tunggal perovskite pada substrat in situ. Dengan melaraskan keadaan pertumbuhan, memperkenalkan amina dan polimer organik, kualiti kristal telah dipertingkatkan dengan berkesan, sekali gus menyediakan kristal tunggal nipis MA0.8FA0.2PbBr3 berkualiti tinggi dengan ketebalan minimum 1.5 μm. Kekasaran permukaan kurang daripada 0.6 nm, dan hasil kuantum pendarfluor dalaman (PLQYINT) mencapai 90%. Peranti LED kristal tunggal perovskite disediakan dengan kristal tunggal nipis kerana lapisan pemancar cahaya mempunyai EQE 11.2%, kecerahan lebih daripada 86000 cd/m2, dan seumur hidup 12500 jam. Ia pada mulanya telah mencapai ambang pengkomersilan, dan telah menjadi salah satu peranti LED perovskite yang paling stabil pada masa ini.

Kerja di atas menunjukkan sepenuhnya bahawa menggunakan kristal tunggal perovskit nipis sebagai lapisan pemancar cahaya adalah penyelesaian yang boleh dilaksanakan kepada masalah kestabilan, dan LED kristal tunggal perovskite mempunyai prospek yang hebat dalam bidang pencahayaan dan paparan manusia.