Son zamanlarda, Shenzhen Harbin Teknoloji Enstitüsü Entegre Devreler Okulu'ndan Profesörler Song Qinghai ve Chen Yimu liderliğindeki bir araştırma ekibi, optoelektronik cihazlar alanında önemli ilerlemeler kaydetti ve elektrikle çalışan dairesel polarize ışık kaynaklarına yeni bakış açıları sundu.
Raporlar, elektrikle çalıştırılan dairesel polarize ışığı doğrudan yayabilen ışık-yayan diyotların (LED'lerin), minyatürleştirme, entegrasyon, yüksek hız, düşük güç tüketimi ve çok işlevlilik açısından yeni-nesil bilgi teknolojilerinin gereksinimlerini karşılayabileceğini göstermektedir. Bu LED'ler kuantum bilgisi, gelişmiş ekranlar, optik iletişim ve bilgi güvenliği ve hassas biyomedikal teknolojilerindeki uygulamalar için büyük umut vaat ediyor.
Pratik uygulamalar için, bu tür cihazların mükemmel lüminesans performansı, özellikle yüksek harici kuantum verimliliği (EQE) sergilemesi ve aynı zamanda oldukça asimetrik dairesel polarize ışık üretmesi gerekir. Bununla birlikte, ana akım organik dairesel polarize ışık-yayan diyotlar (CP-LED'ler), hem yüksek optoelektronik performansa hem de yüksek emisyon asimetrisine aynı anda ulaşmada zorluklarla karşı karşıyadır.
Bu nedenle, yeni malzemelere dayalı, güçlü emisyon asimetrisine sahip yüksek-performanslı CP-LED'lerin geliştirilmesi, yeni-nesil bilgi teknolojilerinin ilerlemesi için esastır. Kiral perovskit malzemeler, yüksek düzeyde asimetrik spin-polarize yük taşıyıcıları oluşturmak için düşük yapısal kiralite ve optik aktivite sınırlamalarının üstesinden gelen etkili bir kiral-indüklü spin seçiciliği (CISS) etkisi sergiler. Bu spin-polarize taşıyıcılar, dairesel polarize ışık yaymak için doğrudan ışınımsal olarak yeniden birleşebilir ve bu tür cihazların yapımı için yeni bir yaklaşım sunar.
Harbin Teknoloji Enstitüsü araştırma ekibi, bu zorlukların üstesinden gelmek için, kiral perovskit malzemeleri temel alan spin-LED'lerdeki mevcut sorunlar hakkında-derinlemesine bir çalışma yürüttü ve bir spin-polarize eksiton cihazı çalışma modeli önerdi. "Çalışma mekanizması - malzeme düzenlemesi - cihaz optimizasyonu" şeklinde sistematik bir yaklaşım izleyerek, hem yüksek emisyon asimetrisine hem de yüksek harici kuantum verimliliğine ulaşan perovskit spin-LED'leri başarıyla geliştirdiler.
Araştırma ekibi, özellikle optoelektronik özelliklerine ve kiral/spin polarizasyon yeteneklerine odaklanarak kiral perovskit kuantum nokta malzemelerinin yapı{0}}özellik ilişkileri üzerine sistematik bir çalışma yürüttü. Sonuç olarak, olağanüstü optoelektronik performansa ve yüksek verimli spin polarizasyon seçiciliğine sahip, birden fazla dalga boyunda dairesel polarize ışık yayabilen kiral perovskit kuantum noktalarını başarıyla geliştirdiler.
"Çalışma mekanizması - malzeme düzenlemesi - cihaz optimizasyonu" yaklaşımını izleyen araştırma ekibi, aynı anda mükemmel optoelektronik performans ve yüksek parlaklık asimetrisine ulaşan kiral perovskit kuantum nokta dönüşlü ışık-yayan diyotu (LED) başarıyla geliştirdi. Cihaz, 0,285'lik bir elektrolüminesans asimetri faktörü, %16,8'lik bir harici kuantum verimliliği, metrekare başına 28.000 kandelayı (cd) aşan bir tepe parlaklığı ve 19,8 saatlik bir T50 stabilitesi (metrekare başına 100 kandelalık başlangıç parlaklığıyla) gösterdi. Bu performans metrikleri kiral perovskit spin LED'ler alanında yeni rekorlar kırarak bunların yüksek{10}}performanslı kiral ışık kaynağı uygulamalarına yönelik büyük potansiyelini ortaya koyuyor.
Bu çalışma, Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Guangdong Eyaleti Temel ve Uygulamalı Temel Araştırma Fonu ve Shenzhen Bilim ve Teknoloji Programı gibi projeler tarafından desteklenmiştir.