最近、深センのハルビン工業大学集積回路学部の Song Qinghai 教授と Chen Yimu 教授が率いる研究チームは、光電子デバイスの分野で大きな進歩を遂げ、電気駆動の円偏光光源に関する新たな洞察を提供しました。
報告によると、電気的に駆動される円偏光を直接放出できる発光ダイオード（LED）は、小型化、集積化、高速性、低消費電力、多機能性といった次世代情報技術の要件を満たすことができます。{{1}これらの LED は、量子情報、高度なディスプレイ、光通信と情報セキュリティ、高精度の生物医学技術におけるアプリケーションに大きな期待を抱いています。
実際の応用のためには、このようなデバイスは優れた発光性能、特に高い外部量子効率 (EQE) を示すと同時に、高度に非対称な円偏光を生成する必要があります。しかし、主流の有機円偏光発光ダイオード (CP- LED) は、高いオプトエレクトロニクス性能と高い発光非対称性の両方を同時に達成するという課題に直面しています。
したがって、新しい材料に基づいた強い発光非対称性を備えた高性能 CP-LED の開発は、次世代の情報技術の進歩に不可欠です。-キラル ペロブスカイト材料は、効率的なキラル-誘起スピン選択性 (CISS) 効果を示し、低い構造キラリティーと光学活性の制限を克服して、高度に非対称なスピン-偏極した電荷キャリアを生成します。これらのスピン-偏極キャリアは放射的に直接再結合して円偏光を放出することができ、このようなデバイスを構築するための新しいアプローチを提供します。
これらの課題に取り組むために、ハルビン工業大学の研究チームは、キラル ペロブスカイト材料に基づくスピン{0}{1}LED の既存の問題について詳細な研究を実施し、スピン偏極励起子デバイスの動作モデルを提案しました。{2}彼らは、「動作メカニズム – 材料制御 – デバイスの最適化」という体系的なアプローチに従って、高い発光非対称性と高い外部量子効率の両方を達成するペロブスカイトスピン-LEDの開発に成功しました。
研究チームは、キラル ペロブスカイト量子ドット材料の構造特性関係について、特に光電子特性とキラル/スピン偏極能力に焦点を当てて体系的な研究を実施しました。{0}その結果、優れた光電子性能と高効率のスピン偏光選択性を備え、複数の波長にわたって円偏光を放出できるキラルペロブスカイト量子ドットの開発に成功した。
研究チームは、「動作メカニズム – 材料制御 – デバイスの最適化」というアプローチに従って、優れた光電子性能と高い発光非対称性を同時に達成するキラル ペロブスカイト量子ドット スピン発光ダイオード (LED) の開発に成功しました。{0}このデバイスは、エレクトロルミネッセンス非対称係数 0.285、外部量子効率 16.8%、平方メートルあたり 28,000 カンデラ (cd) を超えるピーク輝度、および 19.8 時間の T50 安定性 (初期輝度 100 カンデラ/平方メートルの場合) を実証しました。これらの性能指標はキラル ペロブスカイト スピン LED の分野で新記録を樹立し、高性能キラル光源アプリケーションにおけるその大きな可能性を強調しています。{10}
この研究は、国家重点研究開発プログラム、国家自然科学財団、広東省基礎・応用基礎研究基金、深セン科学技術プログラムなどのプロジェクトによって支援された。