לאחרונה, צוות מחקר בראשות הפרופסורים Song Qinghai וצ'ן Yimu מבית הספר למעגלים משולבים במכון הטכנולוגי של חרבין, שנזן, עשה התקדמות משמעותית בתחום המכשירים האופטואלקטרוניים, והציע תובנות חדשות לגבי מקורות אור מקוטבים מעגליים מונעים חשמלית.
דיווחים מצביעים על כך שדיודות פולטות אור- המסוגלות לפלוט ישירות אור מקוטב מעגלי מונע חשמלית יכולות לעמוד בדרישות של טכנולוגיות המידע-הדור הבא במזעור, אינטגרציה, מהירות גבוהה, צריכת חשמל נמוכה ורב-תכליתיות. נוריות אלו טומנות בחובן הבטחה רבה ליישומים במידע קוונטי, צגים מתקדמים, תקשורת אופטית ואבטחת מידע וטכנולוגיות ביו-רפואיות מדויקות.
עבור יישומים מעשיים, מכשירים כאלה חייבים להפגין ביצועי זוהר מצוינים, יעילות קוונטית חיצונית גבוהה במיוחד (EQE), תוך יצירת אור מקוטב מעגלי א-סימטרי ביותר. עם זאת, מיינסטרים אורגני מקוטב מעגלי דיודות פולטות אור (CP-LED) מתמודדות עם אתגרים בהשגת בו-זמנית גם ביצועים אופטואלקטרוניים גבוהים וגם אסימטריה גבוהה של פליטה.
לפיכך, הפיתוח של נוריות CP-בעלי ביצועים גבוהים עם אסימטריה חזקה של פליטה המבוססים על חומרים חדשים חיוני לקידום טכנולוגיות המידע של הדור הבא.- חומרי פרוסקיט כיראליים מציגים אפקט סלקטיביות ספין (CISS) יעיל (CISS), המתגבר על המגבלות של כיראליות מבנית נמוכה ופעילות אופטית ליצירת נושאי מטען מקוטבים בספין- מאוד אסימטריים. נושאי ספין-מקוטבים אלה יכולים לשלב מחדש באופן קרינתי כדי לפלוט אור מקוטב מעגלי, ומציגים גישה חדשה לבניית מכשירים כאלה.
כדי להתמודד עם האתגרים הללו, צוות המחקר של המכון הטכנולוגי של חרבין ערך מחקר-מעמיק של הבעיות הקיימות בנורות ספין- המבוססות על חומרי פרוסקיט כיראליים והציע מודל פעולת מכשיר ספין-מקוטב. על ידי גישה שיטתית של "מנגנון עבודה - ויסות חומר - אופטימיזציה של מכשירים", הם פיתחו בהצלחה נוריות ספין- של perovskite המשיגות גם אסימטריה גבוהה של פליטה וגם יעילות קוונטית חיצונית גבוהה.
צוות המחקר ערך מחקר שיטתי על מבנה-יחסי המאפיינים של חומרים קוונטיים פרוסקיטים כיראליים, תוך התמקדות מיוחדת במאפיינים האופטואלקטרוניים וביכולות הקיטוב הכירי/ספין שלהם. כתוצאה מכך, הם פיתחו בהצלחה נקודות קוונטיות פרוסקיט כיראליות עם ביצועים אופטו-אלקטרוניים יוצאי דופן וסלקטיביות של קיטוב ספין יעילה ביותר, המסוגלות לפלוט אור מקוטב מעגלי על פני אורכי גל מרובים.
בעקבות הגישה של "מנגנון עבודה - ויסות חומר - אופטימיזציה של מכשיר", צוות המחקר פיתח בהצלחה דיודה הפולטת- של נקודות ספין כיראליות (LED) המשיגה בו-זמנית ביצועים אופטו-אלקטרוניים מצוינים ואסימטריה גבוהה של זוהר. המכשיר הפגין מקדם אסימטריית אלקטרולומינציה של 0.285, נצילות קוונטית חיצונית של 16.8%, בהירות שיא העולה על 28,000 קנדלה (cd) למ"ר, ויציבות T50 של 19.8 שעות (עם בהירות התחלתית של 100 קנדלה למ"ר). מדדי ביצועים אלה קבעו שיאים חדשים בתחום נוריות הספין של פרוסקיט כיראליות, המדגישים את הפוטנציאל הגדול שלהן ליישומי מקור אור כיראלי בביצועים גבוהים.{10}
מחקר זה נתמך על ידי פרויקטים כגון תכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח, הקרן הלאומית למדעי הטבע, קרן מחקר בסיסי ויישומי של מחוז גואנגדונג ותכנית המדע והטכנולוגיה של שנזן.