Круговая поляризация Светоизлучающий диод (ЦП‑СИД) привлекают особое внимание благодаря способности непосредственно генерировать круговую поляризацию электролюминесценции (ЦП‑ЭЛ), что позволяет избежать проблем, характерных для традиционных светодиодов, связанных с… Неполяризованный свет Это приводит к потере более 50% энергии, что существенно повышает эффективность отображения. Галогенид металла Перовскиты (MHPs) благодаря своим выдающимся оптоэлектрическим свойствам, регулируемой ширине запрещённой зоны и возможности растворной обработки стали идеальным материалом для CP‑светодиодов. В последние годы хиральные перовскиты привлекают внимание благодаря своей сильной… Спин-орбитальное взаимодействие Коэффициенты взаимосвязи и хиральные оптические свойства уже продемонстрировали прорыв в красных и зелёных CP‑светодиодах, однако синий свет, особенно излучение в глубоком синем диапазоне, по‑прежнему сталкивается с серьёзными трудностями.

Традиционные методы вводят хиральность за счёт уменьшения размерности перовскита, однако снижение размерности ослабляет люминесцентные свойства; при этом существующие механизмы — такие как хирально‑индуцированная спиновая селективность и… Спиновая поляризация Перенос экситонов, зависящий от гетероструктур или межфазного переноса, легко приводит к диссипации спина, что ограничивает повышение асимметричного фактора и квантовой эффективности излучения. Поэтому ключевым становится разработка синих перовскитных материалов, обладающих одновременно собственной хиральной люминесценцией и высокой эффективностью.

В ответ на указанные выше проблемы исследовательская группа Тяньцзиньского университета провела углублённые исследования с использованием ступенчатого измерителя серии JS компании ZEPTOOLS. , путём смешивания хирального лиганда (R/S-2-бутиламмония) с Нехиральный Лиганд (2‑фенилэтиламмоний) позволил разработать квазидвумерные перовскитные материалы ((2‑PEA)ₓ(R/S‑2‑BA)₂MA₁Cs₁Pb₃Br₁₀₊ₓ), впервые при комнатной температуре достигнув круговой поляризации электролюминесценции (CP‑EL) как в стандартном синем свете (464 нм), так и в глубоком синем свете (442 нм), при этом его… Асимметричный фактор Соответственно достигнуты значения 0,122 и 0,175. Регулируя соотношение лигандов, команда успешно сбалансировала эффект ограничения размерности и передачу хиральности, раскрыла механизм собственной хиральной люминесценции низкоразмерных фаз и использовала… Спектр GIWAXS‑анализ и морфологический анализ позволили прояснить взаимосвязь между распределением фаз и светоизлучающими свойствами, что обеспечило инновационное решение проблемы противоречия между эффективностью излучения и хиральной совместимостью в синих CP‑светодиодах. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials под названием «Хиральные квазидвумерные перовскиты со смешанными лигандами для стандартных и глубоких синих CP‑светодиодов».

Данное исследование посвящено разработке гибридных лигандных хиральных квазидвумерных перовскитов и их применению в кругово‑поляризационных светоизлучающих диодах (CP‑LED). Комбинируя хиральные лиганды (R/S‑2‑бутиламмоний, R/S‑2‑BA) с некихиральными лигандами (2‑фенилэтиламмоний, 2‑PEA), команда создала новый тип квазидвумерного перовскитного материала ((2‑PEA)ₓ(R/S‑2‑BA)₂MA₁Cs₁Pb₃Br₁₀₊ₓ). За счёт регулирования соотношения 2‑PEA (x = 0,8; 1,6; 2,4) удалось точно управлять размерностью материала: 2‑PEA за счёт ограничения Трёхмерная структура Рост способствует образованию низкоразмерных фаз (например, с n=2,3), тогда как R/S‑2‑BA придаёт материалу собственную хиральность. Ультрафиолетово-видимый спектр поглощения Спектры фотолюминесценции (PL) показывают, что по мере увеличения доли 2‑PEA спектр излучения смещается в сторону коротких волн: от зелёного света (517 нм) постепенно переходит к тёмно‑синему (440 нм), что подтверждает влияние эффекта ограничения размеров. Запрещённая зона Регулирующее действие.

Дальнейшие исследования с помощью круговой дихроизма (CD) и спектроскопии кругового поляризованного люминесцентного излучения (CPL) позволили выявить природу хиральности материала и механизм его люминесценции. Низкоразмерные фазы (например, с n=2,3) демонстрируют выраженный эффект Коттона в спектрах CD, что свидетельствует об их собственной хиральности; тогда как высокоразмерные фазы (например, трёхмерная фаза) благодаря… Симметрия Высокая степень хиральности не проявляется. CPL в зелёной области спектра обусловлен переносом спин‑поляризованных экситонов из хиральной низкоразмерной фазы в некихиральную высокоразмерную фазу, тогда как синее свечение возникает непосредственно за счёт хиральной светящейся фазы. Собственная генерация носителей заряда Путём оптимизации соотношения лигандов команда при комнатной температуре продемонстрировала хиральную круговую поляризацию (CPL) как в области стандартного синего света (463 нм), так и в области тёмно‑синего света (440 нм); соответствующие максимальные значения фактора асимметрии (|glum|) составили 4,02×10⁻³ и 5,21×10⁻³, что существенно превышает показатели, наблюдаемые при традиционном механизме переноса экситонов.

На основе вышеуказанных материалов исследовательская группа подготовила устройства CP‑LED (структура: ITO/PEDOT:PSS/PVK/перовскитовый слой/TPBi/LiF/Al) и провела испытания их электролюминесцентных свойств. Результаты показали, что устройства с соотношением 0,8 PEA и 1,2 PEA соответственно излучают стандартный синий свет (464 нм) и глубокий синий свет (442 нм); асимметричный коэффициент электролюминесценции (|gCP‑EL|) достигает максимальных значений 0,122 и 0,175, что впервые позволило добиться прорыва в создании перовскитовых CP‑LED с глубоким синим свечением. Несмотря на то что внешние… Квантовая эффективность (ЭКЭ) ниже (стандартный синий свет — 1,51%, тёмно‑синий свет — 0,92%), однако в данной работе с помощью стратегии смешанных лигандов удалось решить проблему введения хиральности и… Световая эффективность Проблема совместимости стала ключевым направлением для последующей оптимизации.

Данное исследование не только раскрывает совместный механизм взаимодействия ограничения размерности и передачи хиральности в квазидвумерных перовскитах, но и закладывает основу для разработки полноцветных CP‑LED. В дальнейшем можно будет улучшить дизайн лигандов, сократив… Поверхностные дефекты а также улучшить эффективность инжекции носителей заряда, что позволит дополнительно повысить характеристики устройств и продвинуть хиральные перовскиты в области отображения и… Оптоэлектроника Применение в данной области.

На рисунке ниже — ступенчатый измеритель серии JS компании ZEPTOOLS: