Китайские ученые создали высокопроизводительные перовскитные светодиоды чистого красного цвета

Команда профессоров Яо Хунбина, Фань Фэнцзя, Линь Юэ и Ху Вэя из Китайского университета науки и технологий добилась важного прорыва в области перовскитных светодиодов (LED). Им удалось выявить механизмы, ограничивающие производительность LED чистого красного цвета, и разработать устройства с рекордными характеристиками.

Металлогалогенные перовскиты — это перспективные полупроводниковые материалы нового поколения, обладающие высокой подвижностью носителей заряда, чистотой цвета и широким цветовым охватом. Чистый красный цвет, являющийся одним из трех основных цветов в дисплеях, долгое время оставался проблемным из-за трудностей совмещения яркости и эффективности.

Используя разработанную ими технологию «электростимулированной переходной абсорбционной спектроскопии» (EETA), ученые впервые смогли в реальном времени наблюдать движение электронов и дырок внутри LED. Это позволило выявить, что утечка дырок в электронно-транспортный слой является ключевым фактором, ограничивающим производительность.

Для решения проблемы команда предложила инновационную структуру «трехмерного перовскитного гетероперехода». Вставка органических молекул в кристаллическую решетку перовскита создала «барьер с широкой запрещенной зоной», эффективно блокирующий утечку дырок. Это решение сохранило высокую подвижность носителей заряда.

Созданные LED демонстрируют выдающиеся характеристики:

• пиковая внешняя квантовая эффективность (EQE) — 24,2%, что сопоставимо с лучшими OLED-дисплеями;
• максимальная яркость — 24 600 кд/м² (в три раза выше предыдущих рекордов);
• при яркости 22 670 кд/м² EQE остается выше 10%, что свидетельствует о стабильности.

Это исследование не только решает ключевые научные проблемы, но и открывает новые возможности для разработки высокоэффективных и стабильных перовскитных LED, что может ускорить развитие технологий отображения следующего поколения.