לאחרונה, צוות המחקר של פרופסור Xiao Zhengguo מבית הספר לפיזיקה של אוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, מעבדת המפתח לפיסיקת חומרים קוונטיים משולבים חזק של האקדמיה הסינית למדעים ומרכז המחקר הלאומי של Hefei למדעי החומרים בקנה מידה מיקרו. התקדמות בתחום הכנת פרובסקיט יחיד גביש יעיל ויציבנוריות.

צוות המחקר גידל פרובסקיט יחיד גבישים איכותיים בעלי שטח גדול ודקים במיוחד על ידי שימוש בשיטת הגבלת החלל, והכין LED גבישי פרוסקיט יחיד עם בהירות של יותר מ-86000 cd/m2 ואורך חיים של עד 12500 שעות עבור פעם ראשונה, שעשתה צעד חשוב לקראת היישום של perovskite LED לאדםתְאוּרָה. ההישגים הרלוונטיים, שכותרתם "דיודות פולטות אור חד-גביש חד-גבישי ויציבות", פורסמו ב-Nature Photonics ב-27 בפברואר.

פרוסקיט מתכת הליד הפך לדור חדש של חומרי תצוגת LED ותאורה בשל אורך הגל הניתן לשינוי, רוחב חצי שיא צר והכנה בטמפרטורה נמוכה. נכון לעכשיו, היעילות הקוונטית החיצונית (EQE) של LED perovskite (PeLED) המבוססת על סרט דק פוליקריסטלי עלתה על 20%, בהשוואה ל-LED אורגני מסחרי (OLED). בשנים האחרונות, חיי השירות של רוב הדיווח ביעילות גבוהה perovskiteמכשירי LEDנע בין מאות לאלפי שעות, עדיין בפיגור מאחורי OLEDs. יציבות המכשיר תושפע מגורמים כמו תנועת יונים, השתלת נשא לא מאוזנת וחום ג'אול שנוצר במהלך הפעולה. בנוסף, הרקומבינציה הרצינית של Auger במכשירי פרובסקיט פוליקריסטליים מגבילה גם את בהירות המכשירים.

בתגובה לבעיות לעיל, צוות המחקר של Xiao Zhengguo השתמש בשיטת הגבלת החלל כדי לגדל גבישים בודדים של פרוסקיט על המצע באתרו. על ידי התאמת תנאי הגידול, החדרת אמינים ופולימרים אורגניים, איכות הגביש שופרה ביעילות, וכך הוכנו גבישים דקים MA0.8FA0.2PbBr3 באיכות גבוהה בעובי מינימלי של 1.5 מיקרומטר. חספוס פני השטח הוא פחות מ-0.6 ננומטר, ותפוקת הקרינה הקוונטית הפנימית (PLQYINT) מגיעה ל-90%. מכשיר ה-LED הקריסטל יחיד מסוג perovskite שהוכן עם גביש יחיד דק כשכבה פולטת האור הוא בעל EQE של 11.2%, בהירות של יותר מ-86000 cd/m2 ואורך חיים של 12500 שעות. הוא הגיע בתחילה לסף המסחור, והפך לאחד ממכשירי ה-perovskite LED היציבים ביותר כיום.

העבודה שלעיל מדגימה במלואה ששימוש בקריסטל יחיד דק של פרוסקיט כשכבה פולטת האור הוא פתרון אפשרי לבעיית היציבות, ושללד קריסטל יחיד של פרוסקיט יש סיכוי גדול בתחום התאורה והתצוגה האנושית.