การควบคุม Triplet ป้องกัน ‘การตายอย่างถาวร’ ในเลเซอร์ perovskite

การควบคุม Triplet ป้องกัน 'การตายอย่างถาวร' ในเลเซอร์ perovskite

ชั้นของ perovskite จะแสดงเป็นสีเขียวภายใต้การทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้อง เครดิต: Chuanjiang Qin, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences

บนกระดาษ perovskites สร้างบล็อคที่ยอดเยี่ยมสำหรับเลเซอร์ ในรูปแบบกึ่งสองมิติ วัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์เหล่านี้แสดงสีที่ปรับได้และความเสถียรที่ดีเยี่ยม 

ความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถประดิษฐ์จากส่วนประกอบ

เริ่มต้นที่มีต้นทุนต่ำในกระบวนการที่อิงกับโซลูชันอย่างง่าย ทำให้พวกเขาน่าสนใจสำหรับผู้ผลิตเช่นกัน มีข้อบกพร่องเล็กน้อยเพียงข้อเดียว: เลเซอร์ที่ใช้ perovskite หยุดทำงานกะทันหันหลังจากการทำงานคงที่ที่อุณหภูมิห้องเพียงไม่กี่นาที อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยในจีนและญี่ปุ่นกล่าวว่าพวกเขาได้เอาชนะสิ่งที่เรียกว่า “การตายอย่างถาวร” ได้ด้วยการปราบปรามสภาวะพลังอำนาจที่มีอายุยืนยาวซึ่งรู้จักกันในชื่อ triplet excitons

Perovskites แบบ 2D และ quasi-2D เป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับซิลิคอนในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ 2D perovskites ประกอบด้วยแผ่นชั้นอินทรีย์และอนินทรีย์ที่เรียงซ้อนกัน ตัวแปร quasi-2D ของพวกมันมีพื้นที่ขนาดเล็กที่วัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์สลับกันในทุกทิศทาง (เช่นในกรณีของคู่สามมิติ) เวอร์ชัน quasi-2D ยังมีวัสดุอินทรีย์สองประเภทที่แตกต่างกัน

ในเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ เช่น สารที่ประกอบเป็นเพอร์รอฟสกีเสมือน 2 มิติ ตัวพาประจุไฟฟ้า – อิเล็กตรอนและรู – มารวมกันเพื่อสร้างสถานะมีพลังที่เรียกว่า exciton เอนทิตีนี้อาจอยู่ในสถานะที่เรียกว่า singlet (ซึ่งไม่มีการหมุนสุทธิเนื่องจากอิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมจะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม) หรือในสถานะแฝด (ซึ่งการหมุนชี้ไปในทิศทางเดียวกัน) ในทั้งสองกรณี พลังงานใน exciton สามารถถูกปลดปล่อยออกมาเป็นแสงผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันของรังสี แฝดสามโดยทั่วไปมีพลังงานต่ำกว่าเสื้อกล้าม อย่างไร และแทบไม่เปล่งแสงใดๆ

อายุยืนยาว เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยนำโดย Chuanjiang Qin

จาก Chinese Academy of SciencesและChihaya Adachiจากมหาวิทยาลัย Kyushuในญี่ปุ่น พบหลักฐานว่าสารกระตุ้น triplet มีอายุการใช้งานเกือบหนึ่งไมโครวินาทีในวัสดุเหล่านี้ อายุขัยที่ยาวนานเหล่านี้ทำให้พวกเขามุ่งความสนใจไปที่สิ่งกระตุ้นเหล่านี้เป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของการตายอย่างถาวร

เช่นเดียวกับการเปล่งแสงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย รัฐแฝดสามยังมีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับเสื้อกล้ามที่เปล่งแสงในลักษณะที่ทำให้ทั้งคู่สูญเสียพลังงานโดยไม่ทำให้เกิดแสง ฉินอธิบาย การกำจัดแฝดสามใน perovskites จะเป็นการป้องกันไม่ให้เกิดการแทรกแซงกับ lasing

ในงานล่าสุดของพวกเขา นักวิจัยได้ศึกษา FAPbBr 3 (โดยที่ FA คือ formamidinium) quasi-2D perovskites ที่มีไอออนบวกอินทรีย์สองชนิด ได้แก่ phenylethylammonium bromide (PEABr) และ 1-naphthylmethylamine bromide (NMABr) Perovskite ที่ใช้ PEABr มีไอออนบวกอินทรีย์ที่มีพลังงานทริปเปิลสูง และ perovskite ที่ใช้ NMABr มีไอออนบวกอินทรีย์ที่มีพลังงานทริปเปิลต่ำ

ถือแฝดสามในสภาวะพลังงานต่ำ

เพื่อกำจัดแฝดสามใน perovskites กึ่ง-2D เหล่านี้นักวิจัยได้รวมชั้นอินทรีย์ไว้ในวัสดุซึ่ง จำกัด แฝดสามให้อยู่ในสถานะพลังงานต่ำ เนื่องจาก excitons ต้องการย้ายไปยังพลังงานที่ต่ำกว่า excitons แฝดที่มีอายุยืนยาวถ่ายโอนจากส่วนที่ใช้งาน (นั่นคือการเปล่งแสง) ของ perovskites ไปยังชั้นอินทรีย์ พวกเขาอธิบาย ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียแสงและช่วยให้เกิดเลเซอร์ภายใต้การกระตุ้นด้วยแสงคงที่ (หรือที่เรียกว่าคลื่นต่อเนื่องที่ปั๊มด้วยแสงหรือ CW lasing) โดยไม่หยุดชะงัก

แฝดสามที่มีการจัดการปรับปรุง LED ของ perovskite

Qin, Adachi และเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบว่าพวกเขาสามารถทำให้วัสดุของพวกเขาหลุดลอกได้อย่างต่อเนื่องโดยการวางไว้ในอากาศ เนื่องจากออกซิเจนสามารถทำลายแฝดสามได้ ซึ่งผลที่ได้แสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าการสูญเสียแสงที่เกิดจากแฝดสามอาจเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตอย่างถาวร

ความเข้มของเลเซอร์ไม่เปลี่ยนแปลงนักวิจัยวัดประสิทธิภาพของวัสดุโดยการวัดความเข้มของการปล่อยก๊าซธรรมชาติ (ASE) ที่ขยายแล้วของฟิล์มทั้งสองขณะที่พวกมันถูกขับเคลื่อนด้วยแสง พวกเขาพบว่า ASE หรือ lasing แทบไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องในอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 55% lasing Spectrum ยังคงความแคบ (ความกว้างเต็มที่สูงสุดครึ่งหนึ่ง) โดยไม่ขยับ ทีมงานเน้นว่าการวัดเหล่านี้ดำเนินการโดยไม่มีการห่อหุ้มฟิล์มในแก้ว และไม่มีชั้นป้องกันเหนือส่วนบน เช่นเดียวกับกรณีในการวัดความเสถียร ASE ก่อนหน้าของ 3D perovskites เช่นMAPbBr 3

นักวิจัยกล่าวว่าความเสถียรที่ยอดเยี่ยมของวัสดุนั้นมาจากการป้องกันโดยไอออนบวกที่มีขนาดใหญ่กว่าบนพื้นผิวของมัน “เราได้แสดงให้เห็นบทบาทสำคัญของแฝดสามในกระบวนการเลเซอร์ของ perovskites ประเภทนี้และความสำคัญของการจัดการแฝดสามเพื่อให้ได้การเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง” Adachi กล่าวในการแถลงข่าวของมหาวิทยาลัยคิวชู “การค้นพบใหม่เหล่านี้จะปูทางสำหรับการพัฒนาในอนาคตของเลเซอร์ชนิดใหม่ที่ทำงานด้วยไฟฟ้าโดยใช้ perovskites ที่มีต้นทุนต่ำและประดิษฐ์ขึ้นได้ง่าย”

ในระหว่างการศึกษา นำโดยPaul Keallศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์การแพทย์ที่ University of Sydney Medical School และผู้อำนวยการ ACRF Image X Institute และJarad Martinนักเนื้องอกวิทยาจากรังสีที่Calvary Mater Newcastleนักวิจัยได้ส่งเศษส่วน 49 โดยใช้การติดตาม MLC และ 166 เศษส่วนโดยใช้บีมเกทติ้งและเลื่อนโซฟา พวกเขาทำการติดตามการเคลื่อนไหวด้วย KIM ซึ่งใช้อิมเมจ kV ออนบอร์ดของ linac เพื่อรับภาพผู้ป่วยระหว่างการรักษา จากนั้นจึงดำเนินการปรับการเคลื่อนไหวด้วย KIM ที่แนะนำโดย Intrafraction โดยใช้การติดตาม MLC สำหรับผู้ป่วย 10 รายหรือเกตสำหรับผู้ป่วย 34 ราย จากเศษส่วนรั้วรอบขอบชิด 166 รายการ 65 รายการรวมถึงการเคลื่อนไหวของต่อมลูกหมากที่เกินเกณฑ์ที่กำหนดและจำเป็นต้องหยุดชะงักการรักษา

Credit : elegantidiosyncrasy.com elysium9d.net endshoesdate.info eniyiuzmandoktor.com equimedics.net