हाल ही में, सोचो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर लियांगशेंग लियाओ और उनके सहयोगियों के शोध समूह ने एंज्यू पर "लैंथेनाइड-डोप्ड पेरोव्स्काइट क्वांटम कटर से कुशल निकट-इन्फ्रारेड इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस" नामक एक पेपर प्रकाशित किया। रसायन। इंट। ईडी।
कागज 990 एनएम के केंद्रीय तरंग दैर्ध्य पर 7.7 प्रतिशत के शिखर ईक्यूई के साथ एक अत्यधिक कुशल निकट-अवरक्त एलईडी प्रदर्शित करता है, जो 850 एनएम से अधिक उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य के साथ सबसे कुशल पेरोसाइट-आधारित एलईडी का प्रतिनिधित्व करता है।
परिचय
Perovskite nanocrystals (PeNCs) दृश्य प्रकाश में उच्च दक्षता और उच्च रंग शुद्धता के साथ आकार- और संरचना-ट्यून करने योग्य ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शित करते हैं। हालांकि, निकट-अवरक्त (एनआईआर) क्षेत्र में कुशल इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस (ईएल) प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण है, इसके संभावित अनुप्रयोगों को सीमित करता है।
यहां, हम एक अत्यधिक कुशल निकट-अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) प्रदर्शित करते हैं जो पीईएनसी मैट्रिक्स (वाईबी3 प्लस: पीईएनसी) में येटरबियम आयनों को डोपिंग करके ईएल तरंग दैर्ध्य को 1000 एनएम तक बढ़ाता है, जो सीधे पीईएनसी मैट्रिक्स द्वारा संवेदनशील होता है। प्राप्त करने के लिए Yb3 प्लस आयन। कुशल क्वांटम टेलरिंग प्रक्रिया Yb3 प्लस को सक्षम करती है: PeNCs को 126 प्रतिशत तक उच्च फोटोलुमिनेसेंस क्वांटम पैदावार (PLQYs) प्राप्त करने के लिए।
पीएलक्यूवाई और चार्ज ट्रांसपोर्ट बैलेंस को बेहतर बनाने के लिए हैलाइड कंपोजिशन इंजीनियरिंग और सरफेस पैसिवेशन रणनीतियों का उपयोग करते हुए, हम 990 एनएम के केंद्रीय तरंग दैर्ध्य पर 7.7 प्रतिशत के शिखर ईक्यूई के साथ एक अत्यधिक कुशल निकट-अवरक्त एलईडी प्रदर्शित करते हैं, जो 850 एनएम से अधिक उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य के लिए उच्चतम दक्षता का प्रतिनिधित्व करता है। . Perovskite आधारित एल ई डी।
अभिनव बिंदु: इस अध्ययन में, हमने इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस तरंगदैर्ध्य को 1000 एनएम तक बढ़ाने के लिए येटरबियम आयनों को पर्कोव्साइट नैनोक्रिस्टल में डोप किया। हलाइड स्टोइकोमेट्री नियंत्रण और सतह निष्क्रियता का सहक्रियात्मक प्रभाव हमें 7.7 प्रतिशत के शिखर ईक्यूई के साथ अत्यधिक कुशल निकट-अवरक्त एल ई डी का एहसास करने में सक्षम बनाता है, ओएलईडी और पीईएलईडी के बीच अब तक की उच्चतम दक्षता 850 एनएम से अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ है।
ग्राफिक गाइड
चित्रा 1 ए) टीईएम छवि और वाईबी 3 प्लस की मौलिक मैपिंग: पीईएनसी, टीईएम छवि का इनसेट क्रिस्टल विवर्तन पैटर्न दिखाता है। बी) एक्सआरडी पैटर्न, सी) आईआर पीएलक्यूवाई, डी) पीएल स्पेक्ट्रम, ई) वाईबी3 प्लस के विभिन्न हैलाइड स्टोइकोमेट्री का अवशोषण: सीएसपीबी(सीएल1-एक्सबीआरएक्स)3 पीईएनसी। च) Yb3 प्लस: PeNCs के ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र, तीन पुनर्संयोजन मार्गों को क्रमशः (1), (2), और (3) के रूप में दर्शाया गया है। छ) चयनित पंप-जांच विलंब पर टीए स्पेक्ट्रा। एच) वाईबी3 प्लस के लिए 450 एनएम बनाम समय पर सामान्यीकृत टीए सिग्नल क्षय: विभिन्न नाममात्र डोपिंग सांद्रता वाले पीईएनसी।
चित्र 2 क) Yb3 प्लस पर आधारित नियर-इन्फ्रारेड PeLEDs की डिवाइस संरचना का योजनाबद्ध आरेख: CsPb(Cl1-xBrx)3 NC उत्सर्जक। बी) ऊर्जा बैंड आरेख। सी) निकट-अवरक्त एलईडी के अंदर प्रकाश ऊर्जा चैनल का विद्युत वितरण। घ) Yb3 प्लस :CsPbCl1-xBrx NC उत्सर्जक के PeLEDs के EQE और J विशेषताओं के आधार पर, EQE की गणना केवल निकट-अवरक्त शिखर पर विचार करके की जाती है। ई) पीईएनसी फिल्मों की पीएलक्यूवाई और एनआईआर पीईएलईडी के पीक ईक्यूई (औसत मूल्य) विभिन्न उत्तेजक तरंग दैर्ध्य पर। च) 0.2V के चरण आकार के साथ 3.2 V से 6 V तक विभिन्न विचलन के अनुरूप ईएल स्पेक्ट्रा। इनसेट 3.2 V पर संचालित PeLED का EL स्पेक्ट्रम दिखाता है।
चित्रा 3ए) इनसेट बीटीसी की आणविक संरचना को दर्शाता है। बी) ईक्यूई - वर्तमान घनत्व विशेषताओं। सी) प्राचीन (नीला वक्र) और निष्क्रिय (लाल वक्र) एलईडी उपकरणों के पीक ईक्यूई हिस्टोग्राम। होल-ओनली डिवाइसेस के जेवी कर्व्स डी) और इलेक्ट्रान-ओनली डिवाइसेज ई) प्रिस्टिन और पैसिवेटेड वाईबी3 प्लस: पीईएनसी पर आधारित। काली धराशायी रेखा ट्रैप फिलिंग वोल्टेज को इंगित करती है। f) हमारे उपकरणों के बीच पीक EQE तुलना, पहले रिपोर्ट किए गए NIR PeLDs और OLEDs (850 nm से अधिक EL पीक वेवलेंथ)।
चित्र 4 ए) वाईबी3 प्लस का सरफेस पैसिवेशन मैकेनिज्म: पीईएनसी। प्राचीन और निष्क्रिय Yb3 प्लस का XPS स्पेक्ट्रा: Yb 4d; b) Pb 4f5/2 और 4f7/2 c का XPS स्पेक्ट्रा)। डी) बेंजाइल थायोसाइनेट, प्रिस्टिन और पैसिवेटेड वाईबी3 प्लस का एफटीआईआर ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रा: पीईएनसी। ई) प्राचीन और निष्क्रिय वाईबी3 प्लस का क्षणिक पीएल क्षय: 480 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर प्राप्त पीईएनसी। च) पीईएनसी के 480 एनएम (नीला वक्र) पर अवशिष्ट एक्सिटोन उत्सर्जन का पीएलक्यूवाई और 990 एनएम (गुलाबी वक्र) पर वाईबी 3 प्लस आयनों के निकट-अवरक्त उत्सर्जन का पीएलक्यूवाई।
