Üç ana renkten biri ve uyarıcı ışık kaynağı olarak mavi ışık yayan diyotlar (LED'ler), tam renkli ekranlarda, genel aydınlatmada ve sinyal iletiminde önemli uygulama gereksinimlerine sahiptir. Son yıllarda, metal halojenür perovskitler, yüksek fotolüminesans kuantum verimliliği, yüksek renk saflığı ve kolay çözelti işlenebilirliği nedeniyle yeni nesil düşük maliyetli mavi LED'ler için güçlü adaylar haline gelmiştir. Yüksek performanslı mavi perovskit LED'ler elde etmek için araştırmacılar, malzeme optimizasyonu, arayüz mühendisliği ve cihaz yapısı tasarımı da dahil olmak üzere çeşitli stratejiler önermişlerdir. Bugüne kadar, mavi perovskit LED'lerin dış kuantum verimliliği (PE) %26,4'e kadar ulaşmıştır, ancak LED güç tüketimini değerlendirmek için önemli bir gösterge olan güç verimliliği hala yetersizdir.
LED teknolojisinin küresel enerji ayak izinin çok büyük olması ve mavi perovskitlerin kırmızı ve yeşil muadillerine kıyasla daha geniş bant aralığı nedeniyle doğal olarak daha yüksek enerji tüketimi göz önüne alındığında, enerji verimli optoelektronik cihazlar tasarlamak için mavi perovskit LED'lerin PE değerini iyileştirmek çok önemlidir. PE değeri, PE = (π × L)/(J × V) formülüyle belirlenir; burada L, J ve V sırasıyla parlaklık, akım yoğunluğu ve sürüş voltajını temsil eder. Bu nedenle, yüksek PE (ışık yayma mesafesi) elde etmek için, belirli bir akım yoğunluğunda sürüş voltajını azaltırken parlaklığı en üst düzeye çıkarmak gerekir. Perovskit polikristalin ince filmlere dayalı LED'lerle karşılaştırıldığında, kuantum nokta (QD) LED'ler, QD yayıcısının kendisinin güçlü taşıyıcı sınırlama özelliklerine sahip olması ve neredeyse teorik ışık verimliliğine olanak sağlaması nedeniyle daha yüksek PE için umut vaat etmektedir. Bununla birlikte, QD'lerdeki organik ligandların elektriksel yalıtım özellikleri, taşıyıcı taşınımını ve rekombinasyonunu ciddi şekilde engeller, böylece sürüş voltajını artırır ve bu cihazlar için nispeten düşük PE ile sonuçlanır.
Zhengzhou Üniversitesi'nden Song Jizhong, Yao Jisong ve diğerleri, poli(1,1-difloroetilen)in düzenli dipol yapılarını QD yayıcı katmanına yerleştirerek mavi perovskit QLED'lerin sürüş voltajını düşürmeyi ve radyatif rekombinasyonunu artırmayı başardılar. PVDF tarafından oluşturulan polimer dipoller, elektronları ve delikleri radyatif rekombinasyon için yayıcı katmanın merkezi bölgesine yönlendirebilir ve bu da cihazın sürüş voltajını düşürmeye yardımcı olur. Eş zamanlı olarak, PVDF üzerindeki F atomlarının elektron çekme etkisi, koordinasyonsuz Pb²⁺'yi etkili bir şekilde pasifleştirirken, karşılık gelen H atomları perovskit QD'lerdeki halojenür iyonlarıyla etkileşime girerek radyatif olmayan rekombinasyonu etkili bir şekilde bastırabilir. Sonuç olarak, mavi perovskit QLED'lerde 43,9 lm W⁻¹'lik rekor bir güç verimliliği ve 5474 cd m⁻²'lik etkileyici bir parlaklık başarıyla elde edildi. Dahası, optimize edilmiş cihazlar kararlı emisyon spektrumları sergiledi ve operasyonel kararlılık önemli ölçüde iyileştirildi; bu da önerilen mavi perovskit QLED stratejisinin pratik uygulamalarda büyük potansiyelini göstermektedir.
