Nedavno je istraživački tim predvođen profesorima Song Qinghaijem i Chen Yimuom sa Škole integriranih krugova na Tehnološkom institutu Harbin, Shenzhen, postigao značajan napredak u području optoelektroničkih uređaja, nudeći nove uvide u električno pokretane cirkularno polarizirane izvore svjetlosti.
Izvješća pokazuju da svjetleće-diode (LED) koje mogu izravno emitirati električno pokretano kružno polarizirano svjetlo mogu ispuniti zahtjeve sljedeće-generacije informacijskih tehnologija u minijaturizaciji, integraciji, velikoj brzini, niskoj potrošnji energije i multifunkcionalnosti. Ove LED diode mnogo obećavaju za primjene u kvantnim informacijama, naprednim zaslonima, optičkoj komunikaciji i informacijskoj sigurnosti te preciznim biomedicinskim tehnologijama.
Za praktične primjene, takvi uređaji moraju pokazivati izvrsne performanse luminescencije, posebno visoku vanjsku kvantnu učinkovitost (EQE), dok također generiraju visoko asimetričnu kružno polariziranu svjetlost. Međutim, glavne organske cirkularno polarizirane -diode koje emitiraju svjetlo (CP-LED) suočavaju se s izazovima u istovremenom postizanju visokih optoelektroničkih performansi i visoke asimetrije emisije.
Stoga je razvoj CP-LED dioda visokih-učinkovitosti sa snažnom asimetrijom emisije na temelju novih materijala bitan za napredak sljedeće-generacije informacijskih tehnologija. Kiralni perovskitni materijali pokazuju učinkovit učinak kiralno-inducirane spinske selektivnosti (CISS), nadilazeći ograničenja niske strukturne kiralnosti i optičke aktivnosti za stvaranje visoko asimetričnih spin-polariziranih nosača naboja. Ovi spin-polarizirani nosači mogu se izravno rekombinirati zračenjem kako bi emitirali cirkularno polariziranu svjetlost, predstavljajući novi pristup za konstruiranje takvih uređaja.
Kako bi se uhvatio u koštac s tim izazovima, istraživački tim Instituta za tehnologiju u Harbinu proveo je-dubinsku studiju o postojećim problemima u spin-LED diodama na temelju kiralnih perovskitnih materijala i predložio model rada spin-polariziranog ekscitonskog uređaja. Slijedeći sustavni pristup "radni mehanizam – regulacija materijala – optimizacija uređaja," uspješno su razvili perovskitne spin-LED diode koje postižu visoku asimetriju emisije i visoku vanjsku kvantnu učinkovitost.
Istraživački tim proveo je sustavnu studiju o odnosima -svojstava kiralnih perovskitnih materijala s kvantnom točkom, s posebnim fokusom na njihova optoelektronička svojstva i sposobnosti kiralne/spinske polarizacije. Kao rezultat toga, uspješno su razvili kiralne perovskitne kvantne točke s izvanrednim optoelektroničkim performansama i visoko učinkovitom selektivnošću spinske polarizacije, sposobnim emitirati cirkularno polariziranu svjetlost na više valnih duljina.
Slijedeći pristup "radni mehanizam – regulacija materijala – optimizacija uređaja," istraživački tim uspješno je razvio kiralnu perovskitnu kvantnu točku sa spinom svjetlo-emitirajuće diode (LED) koja istovremeno postiže izvrsne optoelektroničke performanse i visoku asimetriju luminescencije. Uređaj je pokazao faktor asimetrije elektroluminiscencije od 0,285, vanjsku kvantnu učinkovitost od 16,8%, vršnu svjetlinu veću od 28 000 kandela (cd) po kvadratnom metru i T50 stabilnost od 19,8 sati (s početnom svjetlinom od 100 kandela po kvadratnom metru). Ove metrike izvedbe postavljaju nove rekorde u polju kiralnih perovskitnih spin LED dioda, ističući njihov veliki potencijal za-primjene kiralnih izvora svjetlosti visokih performansi.
Ovu su studiju podržali projekti poput Nacionalnog ključnog programa za istraživanje i razvoj, Nacionalne zaklade za prirodne znanosti, Fonda za osnovna i primijenjena temeljna istraživanja pokrajine Guangdong i Programa za znanost i tehnologiju Shenzhena.