哈爾濱工業(yè)大學(xué)在光電器件領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展
近日,哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳校區(qū)集成電路學(xué)院宋清海教授、陳怡沐教授團(tuán)隊(duì)在光電器件領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展,研究成果以《同時(shí)具備高發(fā)光不對(duì)稱度和高外量子效率的鈣鈦礦自旋發(fā)光二極管》(Perovskite spin light-emitting diodes with simultaneously high electroluminescence dissymmetry and high external quantum efficiency)為題發(fā)表于《自然通訊》(Nature Communications)。 oV`sCr5% 能夠?qū)崿F(xiàn)直接電致圓偏振光發(fā)射的發(fā)光二極管能夠滿足下一代信息技術(shù)在微型化、集成化、高速、低功耗、多功能化等方面的需求,在量子信息、新型顯示、光通信與信息安全、精準(zhǔn)化生物醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。在實(shí)際應(yīng)用中,該類型器件需要同時(shí)具備優(yōu)異的發(fā)光性能,尤其是高發(fā)光外量子效率,并能夠產(chǎn)生高度不對(duì)稱的圓偏振光。然而,主流有機(jī)圓偏振發(fā)光二極管在同時(shí)實(shí)現(xiàn)高光電性能與高發(fā)光不對(duì)稱度方面存在局限。因此,發(fā)展基于新型材料的高性能、高不對(duì)稱度圓偏振發(fā)光二極管對(duì)新一代信息技術(shù)至關(guān)重要。手性鈣鈦礦材料具有高效的手性誘導(dǎo)自旋選擇效應(yīng),能夠突破材料結(jié)構(gòu)手性/炫光活性程度低的限制產(chǎn)生高度不對(duì)稱的自旋極化電荷,通過自旋極化電荷的輻射復(fù)合直接實(shí)現(xiàn)圓偏振光的發(fā)射,為該類型器件的構(gòu)建提供了新的思路。 X[<9+Q-& 針對(duì)上述問題,研究團(tuán)隊(duì)充分調(diào)研了現(xiàn)有基于手性鈣鈦礦材料自旋發(fā)光二極管中存在的問題,提出了自旋極化激子的器件工作模型,通過“工作機(jī)理-材料調(diào)控-器件優(yōu)化”的路徑,研制了同時(shí)具備高發(fā)光不對(duì)稱度和高外量子效率的鈣鈦礦自旋發(fā)光二極管。 E3!twR*Aw
[attachment=131695] <h({+N 基于手性鈣鈦礦量子點(diǎn)自旋發(fā)光二極管的工作原理示意圖 AK
HH{_ 研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了手性鈣鈦礦量子點(diǎn)材料系統(tǒng)中光電性質(zhì)-手性/自旋極化能力的構(gòu)效關(guān)系,制備了同時(shí)具備優(yōu)異光電性質(zhì)和高效自旋極化選擇能力的手性鈣鈦礦量子點(diǎn)材料,并能夠?qū)崿F(xiàn)多種波長(zhǎng)的光致圓偏振光發(fā)射。 5mU_S\)4:z
[attachment=131696] wG
O)!u 4 多波長(zhǎng)的手性鈣鈦礦量子點(diǎn)材料體系 O [/~V= 通過“工作機(jī)理-材料調(diào)控-器件優(yōu)化”的路徑,研究團(tuán)隊(duì)制備的手性鈣鈦礦量子點(diǎn)自旋發(fā)光二極管同時(shí)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的光電性能與高發(fā)光不對(duì)稱度。該器件展現(xiàn)出0.285的電致發(fā)光不對(duì)稱因子、16.8%的外量子效率、超過每平方米28000坎德拉(cd)的峰值亮度和19.8小時(shí)的T50穩(wěn)定性(初始亮度為每平方米100坎德拉)。以上性能指標(biāo)均為手性鈣鈦礦自旋發(fā)光二極管領(lǐng)域的記錄,在高性能手性光源的構(gòu)建上展現(xiàn)出巨大潛力。 j$6}r
[attachment=131694] SCij5il% 手性鈣鈦礦量子點(diǎn)自旋發(fā)光二極管的手性光電性能 Pp2)P7 哈工大深圳校區(qū)為論文第一完成單位,深圳校區(qū)碩士研究生何帥和博士研究生林煒熙為論文共同第一作者。深圳校區(qū)宋清海教授、陳怡沐教授和南開大學(xué)姜源植教授為論文共同通訊作者。 Npqb
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