Nedavno je istraživački tim predvođen profesorima Song Qinghaijem i Chen Yimuom sa Škole integriranih kola na Harbin Institute of Technology, Shenzhen, napravio značajan napredak u oblasti optoelektronskih uređaja, nudeći nove uvide u električno vođene kružno polarizirane izvore svjetlosti.
Izvještaji pokazuju da-diode koje emituju svjetlost (LED) koje mogu direktno emitovati električno vođeno kružno polarizirano svjetlo mogu ispuniti zahtjeve informacionih tehnologija sljedeće-generacije u pogledu minijaturizacije, integracije, velike brzine, niske potrošnje energije i multifunkcionalnosti. Ove LED diode obećavaju veliku primjenu u kvantnim informacijama, naprednim displejima, optičkoj komunikaciji i sigurnosti informacija, te preciznim biomedicinskim tehnologijama.
Za praktične primjene, takvi uređaji moraju pokazivati odlične performanse luminiscencije, posebno visoku eksternu kvantnu efikasnost (EQE), dok također generiraju visoko asimetrično kružno polarizirano svjetlo. Međutim, uobičajene organske kružno polarizirane svjetlosne-diode (CP-LED) suočavaju se s izazovima u istovremenom postizanju visokih optoelektronskih performansi i visoke asimetrije emisije.
Stoga je razvoj CP-LED dioda visokih{0}}performansi sa jakom asimetrijom emisije zasnovanih na novim materijalima od suštinskog značaja za unapređenje informacionih tehnologija sljedeće{2}}generacije. Hiralni perovskitni materijali pokazuju efikasan efekat kiralne-indukovane spin selektivnosti (CISS), prevazilazeći ograničenja niske strukturne kiralnosti i optičke aktivnosti za stvaranje visoko asimetričnih spin-polarizovanih nosača naboja. Ovi spin{7}}polarizovani nosači mogu direktno rekombinovati radijativno da emituju kružno polarizovanu svetlost, predstavljajući novi pristup za konstruisanje takvih uređaja.
Kako bi se uhvatio u koštac s ovim izazovima, istraživački tim Harbin Institute of Technology proveo je-dubinsku studiju o postojećim problemima u spin{1}}LED diodama zasnovanim na kiralnim perovskitnim materijalima i predložio model rada spin-polariziranog ekscitonskog uređaja. Prateći sistematski pristup „mehanizam rada – regulacija materijala – optimizacija uređaja“, uspješno su razvili perovskit spin-LED koje postižu i visoku asimetriju emisije i visoku eksternu kvantnu efikasnost.
Istraživački tim je sproveo sistematsku studiju o strukturi{0}}odnosa svojstava kiralnih perovskitnih materijala kvantnih tačaka, sa posebnim fokusom na njihova optoelektronska svojstva i sposobnosti kiralne/spin polarizacije. Kao rezultat toga, uspješno su razvili kiralne perovskitne kvantne tačke sa izvanrednim optoelektronskim performansama i visokoefikasnom selektivnošću polarizacije spina, sposobne da emituju kružno polarizovanu svetlost na više talasnih dužina.
Prateći pristup „radni mehanizam – regulacija materijala – optimizacija uređaja“, istraživački tim je uspješno razvio kiralnu perovskitnu kvantnu tačku spin svjetlosnu-diodu (LED) koja istovremeno postiže odlične optoelektronske performanse i visoku asimetriju luminiscencije. Uređaj je pokazao faktor asimetrije elektroluminiscencije od 0,285, vanjsku kvantnu efikasnost od 16,8%, vršnu svjetlinu koja prelazi 28.000 kandela (cd) po kvadratnom metru i T50 stabilnost od 19,8 sati (sa početnom svjetlinom od 100 kandela po kvadratu). Ove metrike performansi postavljaju nove rekorde u polju kiralnih perovskit spin LED dioda, naglašavajući njihov veliki potencijal za aplikacije visokih{10}}kiralnih izvora svjetlosti.
Ovu studiju su podržali projekti kao što su Nacionalni program ključnih istraživanja i razvoja, Nacionalna fondacija za prirodne nauke, Fond za osnovna i primijenjena osnovna istraživanja provincije Guangdong i Program nauke i tehnologije Shenzhen.