Optimizing the single-source flash thermal evaporation process of Zn-doped CsPbBr3 films for enhanced performance in perovskite LEDs

Bài báo thuộc danh mục ISI (Q2) do nhóm tác giả TS. Lưu Thị Nhạn- Phó trưởng khoa Khoa học cơ bản- Đại học Công nghiệp Hà Nội; ThS. Trần Phương Nam; PGS.TS. Phan Huy Hoàng, TS. Dương Thanh Tùng- Đại học Bách Khoa Hà Nội; ThS. Trần Quốc Hoàn- Đại học Điện lực Hà Nội đăng trên tạp chí Applied Physics A số 20 tập 130 năm 2024 do nhà xuất bản Springer link xuất bản trực tuyến ngày 12 tháng 12 năm 2023.

Trong bài báo nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp bay hơi nhiệt nhanh để tạo ra các màng mỏng CsPbBr3 pha tạp với màng mỏng Zn2+ làm lớp phát xạ, nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của các thiết bị LED. ZnBr2 đã được thêm vào bột CsPbBr 3 với các nồng độ khác nhau (0%, 5%, 10%, 15% và 20%), sử dụng nó làm nguyên liệu nguồn duy nhất cho quá trình bay hơi nhiệt chân không. Nhận thấy rằng, khi bổ sung 10% Zn2+ thì cường độ phát quang của màng cao gấp 2,5 lần so với màng CsPbBr3 không pha tạp. Kết quả là, đèn LED dựa trên lớp phát CsPbBr3 pha tạp 10% Zn cho thấy độ chói và hiệu suất dòng điện cao nhất lên tới 5000 cd m-2 và 5,89 cd × A-1, tương ứng ở mức 4,8 V, cao hơn nhiều so với của thiết bị dựa trên CsPbBr 3 (1321 cd m-2 và 0,09 cd × A-1). Những phát hiện của nghiên cứu này được dự đoán sẽ mang lại lợi ích cho các nghiên cứu đèn LED perovskite trong tương lai sử dụng phương pháp bay hơi nhiệt một nguồn.

Abstract: In this study, we employed the flash thermal evaporation method to create thin films of CsPbBr3 doped with Zn2+ thin film as an emitting layer, aiming to boost the performance of LED devices. ZnBr2 was added to CsPbBr3 powders at different concentrations (0%, 5%, 10%, 15%, and 20%), using it as a sole source material for vacuum thermal evaporation. It was found that with the incorporation of 10% Zn2+, the photoluminescence intensity of the film was 2.5 times higher than that of the undoped CsPbBr3 film. As a result, the LED based on 10%- Zn doped CsPbBr3 emitter layer shows the highest luminance and current efficiency of up to 5000 cd m−2 and 5.89 cd × A−1, respectively at 4.8 V, which is much higher than that of the device based on CsPbBr3 (1321 cd m−2 and 0.09 cd × A−1). The findings of this research are anticipated to benefit future perovskite LED studies using single-source thermal evaporation.

Keywords: CsPbBr3 film; Perovskite LED; Thermal evaporation deposition

Toàn văn bài báo tải về tại đây: https://doi.org/10.1007/s00339-023-07179-8