پیرووسکائٹ الیکٹرو لومینسینٹ ڈیوائسز (پی ایل ای ڈی) کے میدان میں، بلیو الیکٹرو لومینسینٹ ڈیوائسز کی کارکردگی من گھڑت طریقوں کی کمی کی وجہ سے اسی طرح کے دیگر آلات سے پیچھے ہے۔ یہاں، بیجنگ انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی، ڈیلین ریسرچ انسٹی ٹیوٹ آف کیمیکل فزکس، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز، اور شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف اپلائیڈ فزکس، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے محققین نے 2-فینیلتھیلامین برومائیڈ (PEABr) اور 3,3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) کا استعمال کیا۔ . CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن فلمیں سیٹو میں تیار کرنے کے لیے مخلوط لیگنڈز کا۔ دونوں ligands کو آپس میں ملانے کے نتیجے میں 470 nm پر ایک مضبوط نیلی روشنی کا اخراج ہوا جس میں ایک تنگ کوانٹم ویل چوڑائی کی تقسیم کی وجہ سے 60 فیصد تک زیادہ سے زیادہ فوٹو لومینیسینس کوانٹم پیداوار حاصل ہوئی۔ اس بنیاد پر، 473 nm پر 8.8 فیصد کی زیادہ سے زیادہ بیرونی کوانٹم کارکردگی کے ساتھ ایک انتہائی موثر بلیو پیرووسکائٹ ڈیوائس حاصل کی گئی۔
The related paper was published in the journal Nature Communication with the title "Dimension control of in situ fabricated CsPbClBr2 nanocrystal films toward efficient blue light-emitting diodes".
Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) have emerged as an emerging display technology due to their high color purity, high external quantum efficiency (EQE), and solution processability. Taking advantage of the ionic properties of metal halide perovskites, PELEDs can be directly fabricated by an in-situ fabrication technique of spin-coating perovskite precursor solutions on target substrates. Since room-temperature-operating perovskite electroluminescence (EL) devices were first reported in 2014, green, red, and near-infrared PeLEDs have achieved maximum EQEs of over 20 percent , comparable to organic light-emitting diodes and quantum dot light-emitting diodes. However, the performance of blue PeLEDs still lags behind their green, red, and near-infrared light-emitting diodes, especially for display applications in the pure blue region (455–475 nm), which is an obstacle to the development of full-color display technologies.
عام طور پر، پیرووسکائٹ-قسم کے ایمیٹرز کی سپیکٹرل ماڈیولیشن کمپوزیشن، سائز، اور/یا سائز کو ٹیوننگ کر کے حاصل کی جا سکتی ہے۔ بلک پیرووسکائٹس کے سائز کو کم کر کے یا مخلوط ہالائیڈز متعارف کروا کر، نیلے اخراج کے ساتھ تین جہتی پیرووسکائٹ نانو کرسٹلز کو کامیابی سے تیار کیا گیا۔ تاہم، اس طرح کے چھوٹے- سائز کے پیرووسکائٹ نانو کرسٹلز پر مبنی نیلے رنگ کے الیکٹرو لومینسنٹ آلات کی کارکردگی اور استحکام کے مسائل بنیادی طور پر پیچیدہ صاف کرنے اور مرحلے کی علیحدگی کی وجہ سے ہیں۔
اعلی-کارکردگی والے نیلے PeLEDs کو حاصل کرنے کے لیے ایک اور حکمت عملی یہ ہے کہ متعدد کوانٹم ویلز کے ساتھ نیم-دو-دو جہتی (نصف-2D) پیرووسکائٹ ڈھانچے کی تعمیر کریں۔ ان quasi-2D perovskites کی photoluminescence (PL) خصوصیات کا تعلق چھوٹے سے بڑے n ڈومینز میں توانائی کی منتقلی سے ہے۔ یہ پایا گیا ہے کہ ایک فلیٹ quasi-2D پیرووسکائٹ کوانٹم ویل وِڈتھ ڈسٹری بیوشن (QWD) کیریئر کی نقل و حمل کی سہولت فراہم کرنے اور اعلیٰ کارکردگی والے فوٹو وولٹک آلات کو حاصل کرنے کے لیے اضافی توانائی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے ضروری ہے۔ تاہم، EL آلات پر QWD کے اثر کا کم مطالعہ کیا گیا ہے۔
یہ معلوم ہے کہ QWD کو پیشگی مرکب کے تناسب کو ایڈجسٹ کرکے یا ligand انجینئرنگ کے ذریعہ کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہاں، یہ ظاہر کیا گیا ہے کہ ڈوئل لیگنڈس کا استعمال CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن فلموں کے QWD کو سیٹو میں تیار کرنے کے لیے ایک موثر حکمت عملی ہے۔ 2-Phenylethylamine bromide (PEABr) چھوٹے n ڈومینز بنانے کے لیے ایک موثر ligand ہے، جبکہ 3,3-diphenylpropylamine bromide (DPPABr) بڑی n اقدار کی تشکیل کے لیے ایک موثر لیگنڈ ہے۔ دو ligands کے تناسب کا معقول انتخاب QWD کو n=4 کے مرکزی غلبہ کے ساتھ تنگ کر سکتا ہے۔
یہ موثر سائز کنٹرول موثر توانائی کی منتقلی میں سہولت فراہم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں PL کوانٹم پیداوار (PLQY) کے ساتھ 470 nm طول موج پر مضبوط نیلی روشنی کا اخراج 60 فیصد تک ہوتا ہے۔ چھوٹے n ڈومینز اور بڑے n ڈومینز بنانے کے رجحان کے ساتھ دوہری لیگنڈس کا استعمال بہتر PL خصوصیات کے لیے تنگ QWD حاصل کرنے کے لیے ایک ورسٹائل حکمت عملی ہے۔ PEABr اور DPPABr کو ملا کر تیار کردہ بہترین پتلی فلموں کی بنیاد پر، 473 nm کی طول موج پر 8.8 فیصد کی زیادہ سے زیادہ EQE کے ساتھ ایک اعلی-کارکردگی والا بلیو الیکٹرولیومینیسینس ڈیوائس حاصل کیا گیا تھا۔ (متن: Aisin Gioro Star)
تصویر 1 CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن پتلی فلموں کی ساختی خصوصیات۔ CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن پتلی فلموں کے اندر-سیٹو تیاری کے عمل کا اسکیمیٹک خاکہ۔ DPPABr اور PEABr کے مختلف تناسب کے ساتھ CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن فلموں کے GIWAXS پیٹرن کے لازمی شدت q کے درمیان تعلق کا مطالعہ کیا گیا۔
تصویر 2 CsPbClBr2 نینو کرسٹل لائن پتلی فلموں کی نظری پیمائش۔ DPPABr اور PEABr کے مختلف تناسب والی CsPbClBr2 نانو کرسٹل لائن فلموں کے مستحکم-اسٹیٹ فوٹولومینیسینس سپیکٹرا، جذب سپیکٹرا اور b-PLQYs کا مطالعہ کیا گیا۔
Fig. 3 The effect of QWD on its carrier dynamics. a, b Peak FWHM evolution extracted from broad bleached peaks (425–470 nm) of D0P8, D4P4 and D8P0 samples. c Schematic illustration of the carrier behavior after excitation. The carrier recombination process can be divided into five stages: I, carrier formation; II, exciton transfer; III, charge transfer; IV, reverse charge transfer; V, continuous charge transfer and recombination.
Figure 4 Blue perovskite device features. Energy level diagram of an electroluminescent device. Cross-sectional TEM image of a multilayer electroluminescent device. c EL spectra at 3.6, 4.4 and 5.2V forward bias. d Current density-brightness-voltage characteristics of the best performing device. EQE – Voltage characteristics of optimal performance equipment. f Maximum EQE histogram of 28 devices.
