การควบคุม Triplet ป้องกัน ‘การตายอย่างยาวนาน’ ในเลเซอร์ perovskite

การควบคุม Triplet ป้องกัน 'การตายอย่างยาวนาน' ในเลเซอร์ perovskite

บนกระดาษ สร้างบล็อกที่ดีสำหรับเลเซอร์ ในรูปแบบกึ่งสองมิติ วัสดุอินทรีย์-อนินทรีย์เหล่านี้แสดงสีที่ปรับได้และความเสถียรที่ดีเยี่ยม ความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถประดิษฐ์จากส่วนประกอบเริ่มต้นที่มีต้นทุนต่ำในกระบวนการที่ใช้โซลูชันอย่างง่าย ทำให้สิ่งเหล่านี้น่าสนใจสำหรับผู้ผลิตเช่นกัน มีข้อบกพร่องเพียงเล็กน้อย: เลเซอร์ที่ใช้ หยุดทำงานทันทีหลังจากทำงานคงที่ที่อุณหภูมิห้องเพียงไม่กี่นาที 

อย่างไรก็ตาม 

ขณะนี้ ทีมนักวิจัยในจีนและญี่ปุ่นกล่าวว่าพวกเขาได้เอาชนะสิ่งที่เรียกว่า “การตายอย่างยาวนาน”โดยการยับยั้งสภาวะพลังชีวิตที่ยืนยา เป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นซิลิคอนในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่เพอร์รอฟสกี้แบบ 2 มิติประกอบด้วยแผ่นซ้อนกันของชั้นอินทรีย์และอนินทรีย์

สลับกัน ตัวแปรเสมือน 2 มิติของพวกมันมีพื้นที่เล็กๆ ซึ่งวัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์สลับกันไปทุกทิศทาง (เช่นในกรณีของวัสดุสามมิติ) รุ่น  ยังมีวัสดุอินทรีย์สองประเภทที่แตกต่างกัน ในสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ เช่น สารกึ่งตัวนำที่ประกอบกันเป็นเพอรอฟสไคต์กึ่ง 2 มิติ ตัวพาประจุ  อิเล็กตรอนและโฮล 

มารวมกันเพื่อสร้างสถานะที่มีพลังที่เรียกว่า เอนทิตี้นี้อาจมีอยู่ในสถานะซิงเกิล (ซึ่งไม่มีสปินสุทธิเนื่องจากสปินของอิเล็กตรอนชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม) หรืออยู่ในสถานะทริปเล็ต (ซึ่งสปินชี้ไปในทิศทางเดียวกัน) ในทั้งสองกรณี พลังงานใน สามารถถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของแสงผ่านกระบวนการ

ที่เรียกว่า การรวมตัวกันอีกครั้งด้วยการแผ่รังสี โดยทั่วไปแล้วแฝดสามจะมีพลังงานต่ำกว่าซิงเกิล และแทบจะไม่เปล่งแสงเลยอายุการใช้งานแฝดสามที่ยาวนาน เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยในญี่ปุ่นพบหลักฐานว่าสาร ทริปเลตมีอายุการใช้งานเกือบ 1 ไมโครวินาทีในวัสดุเหล่านี้ อายุการใช้งานที่ยาวนานเหล่านี้

ทำให้พวกเขาให้ความสำคัญกับ เหล่านี้ว่าเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของการเสียชีวิตเช่นเดียวกับการเปล่งแสงน้อยมากหรือไม่มีเลย สถานะแฝดสามยังมีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับซิงเกิลเปล่งแสงในลักษณะที่ทำให้ทั้งคู่สูญเสียพลังงานโดยไม่สร้างแสง Qin อธิบาย การกำจัดแฝดสามตัวในเพอรอฟสคีตจะป้องกัน

การรบกวน

การเฆี่ยน ในงานล่าสุดของพวกเขา นักวิจัยได้ศึกษา เพอรอฟสไคต์ที่มีพื้นฐานเป็น PEABr มีไอออนบวกอินทรีย์ที่มีพลังงานทริปเลตสูง และเพอรอฟสไคต์ที่มีพื้นฐานเป็น NMABr มีไอออนบวกอินทรีย์ที่มีพลังงานทริปเลตต่ำ อุ้มแฝดสามในสภาวะพลังงานต่ำ ในการกำจัดแฝดสามใน กึ่ง 2 มิติเหล่านี้ 

นักวิจัยได้รวมชั้นสารอินทรีย์เข้าไปในวัสดุ ซึ่งจำกัดให้แฝดสามอยู่ในสถานะพลังงานต่ำ เนื่องจาก ต้องการเคลื่อนไปสู่พลังงานที่ต่ำกว่า แฝดที่มีอายุยืนยาวจึงถ่ายโอนจากส่วนที่ใช้งานอยู่ (นั่นคือ เปล่งแสง) ไปยังชั้นสารอินทรีย์ พวกเขาอธิบาย สิ่งนี้ช่วยลดการสูญเสียแสงและช่วยให้สามารถติด

และเพื่อนร่วมงานยังค้นพบว่าพวกเขาสามารถทำให้วัสดุของพวกเขาถูกปล่อยอย่างต่อเนื่องได้ง่ายๆ เพียงแค่วางไว้ในอากาศ นี่เป็นเพราะออกซิเจนสามารถทำลายแฝดสามได้ ผลที่ตามมาบ่งชี้เพิ่มเติมว่าการสูญเสียแสงที่เกิดจากแฝดสามอาจเป็นต้นเหตุของการเสียชีวิตในระยะยาว

ความเข้ม

ของแสงไม่เปลี่ยนแปลง นักวิจัยวัดประสิทธิภาพของวัสดุโดยการวัดความเข้มของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (ASE) ที่ขยายใหญ่ขึ้นของฟิล์มทั้งสองขณะที่ขับเคลื่อนด้วยแสง พวกเขาพบว่า ASE หรือ  ยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องในอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 55% 

สเปกตรัมการคล้องยังคงความแคบไว้ (ความกว้างเต็มที่สูงสุดครึ่งหนึ่ง) โดยไม่ขยับ ทีมงานเน้นย้ำว่าการวัดเหล่านี้ทำขึ้นโดยไม่มีการห่อหุ้มฟิล์มไว้ในแก้ว และไม่มีชั้นป้องกันด้านบน เช่นเดียวกับกรณีการวัดความเสถียร ก่อนหน้านี้จากข้อมูลของนักวิจัย ความเสถียรที่ยอดเยี่ยมของวัสดุมาจากการป้องกัน

โดยไอออนบวกขนาดใหญ่บนพื้นผิวของมัน “เราได้แสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของแฝดสามในกระบวนการเลเซอร์ของเพอรอฟสกี้ประเภทนี้ และความสำคัญของการจัดการแฝดสามเพื่อให้ได้การเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง” กล่าวในการแถลงข่าวของมหาวิทยาลัยคิวชู “การค้นพบใหม่นี้จะปูทางไปสู่

แต่ยังขาดฐานข้อมูลและการวิเคราะห์ธรณีเคมีของเราเกี่ยวกับแหล่งที่อุดมด้วยฮีเลียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลสะสมหลายปีสำหรับการสำรวจปิโตรเลียม การสุ่มตัวอย่างและวิเคราะห์การเกิดฮีเลียมตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่องเพื่อให้เข้าใจและจำแนกกระบวนการย้ายถิ่นและการสะสมได้ดีขึ้น

เป็นสิ่งจำเป็น อย่างไรก็ตาม เราเชื่อว่าเราได้ดำเนินขั้นตอนสำคัญสู่การรักษาอนาคตของแหล่งจ่ายฮีเลียมของเรา การพัฒนาเลเซอร์ประเภทใหม่ที่ทำงานด้วยไฟฟ้าในอนาคตโดยใช้ ซึ่งมีต้นทุนต่ำและประดิษฐ์ได้ง่าย”ภายใต้การกระตุ้นด้วยแสงอย่างต่อเนื่อง 

ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความหนาของหลุมควอนตัมและกำแพงกั้นพลังงานระหว่างชั้น InGaN และวัสดุรอบๆ

ที่กระแส 20 mA กำลังขับของไดโอดสีน้ำเงินคือ 5 mW ในขณะที่ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกอยู่ที่ 9.1% ค่าเทียบเท่าสำหรับอุปกรณ์สีเขียวคือ 3 mW และ 6.3% ความเข้มของการส่องสว่างโดยทั่วไป

ซึ่งเป็นหน่วยวัดความสว่างของอุปกรณ์คือ 2 แคนเดลาสำหรับไดโอดสีน้ำเงิน และ 6 cd สำหรับไดโอดสีเขียว ตัวเลขแห่งคุณค่าเหล่านี้เทียบได้กับ LED สีแดงประสิทธิภาพสูงทั่วไป ด้วยการรวมไดโอดเปล่งแสงสีแดงเข้ากับสีน้ำเงินและสีเขียวที่มีกำลังและความสว่างเท่ากัน จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างจอแสดงผลสี

การปรับปรุงอายุการใช้งานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเลเซอร์สีน้ำเงินจะปรากฏในตลาดในไม่ช้า ด้วยการใช้งานที่มีศักยภาพมากมาย อุตสาหกรรมออปโตอิเล็กทรอนิกส์จึงตั้งตารอที่จะก้าวไปสู่จุดสีน้ำเงิน

โดยมีสายไฟตัวนำยิ่งยวดที่มีชั้นสแตนีนไม่กี่ชั้นคั่นด้วยโมโนเลเยอร์ที่เป็นฉนวน

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์