تتميز صمامات ثنائي أكسيد التيتانات (PeLED) القائمة على الرصاص بمزايا مثل إمكانية ضبط الانبعاث الضوئي، والسطوع العالي، والكفاءة العالية، ونطاق اللون الواسع، والتكلفة المنخفضة، وقابلية المعالجة بالمحاليل، ومن المتوقع أن تُستخدم في مجالات الإضاءة الصلبة، والعرض عالي الدقة، والاتصالات الضوئية. ومع ذلك، فإن سمية التيتانات القائمة على الرصاص عالية وتشكل خطراً على الإنسان والبيئة، ولا تتوافق مع مفهوم التنمية المستدامة. يتميز التيتانات ثنائي الأبعاد من بي إفنيل إيثيل يوديد القصدير النقي (PEA₂SnI₄) بنقاء لون فائق، ونطاق لوني عريض جداً (يقترب من معيار Rec.2020)، وملاءمة بيئية، ومن المتوقع أن يصبح المادة الحمراء الانبعاثية للجيل القادم من شاشات العرض. ومع ذلك، فإن سرعة نمو أفلام التيتانات القصديرية أسرع من نظيرها الرصاصي، مما يؤدي إلى جودة أفلام أقل، كما أن أيونات Sn²⁺ تتأكسد بسهولة إلى Sn⁴⁺، مما يسبب التكاثف غير الإشعاعي. أظهرت الأداء الانبعاثي لـ PeLED الأحمر النقي الذي يعتمد على PEA₂SnI₄ نتائج ضعيفة، متخلفة بكثير عن أجهزة PeLED القائمة على الرصاص. اكتشف هذا البحث إضافة متعددة الوظائف من فيتامين C يمكنها تقليل بلورة التيتانات القصديرية، وبالتالي تحسين جودة الفيلم. في الوقت نفسه، يمكن لخصائص فيتامين C الاختزالية الحد بفعالية من أكسدة Sn²⁺ إلى Sn⁴⁺. لذلك، يقلل إضافة فيتامين C بشكل ملحوظ من كثافة الأفخاخ في أفلام التيتانات القصديرية ويكبح معدل التكاثف غير الإشعاعي. يعزز التأثير التآزري للإضافات أداء الانبعاث الضوئي في PeLED الأحمر النقي بشكل ملحوظ، حيث زاد السطوع الأقصى من 67.6 cd/m² إلى 513.6 cd/m²، وكفاءة الكم الخارجية القصوى من 0.2% إلى 0.68%. تُظهر هذه الدراسة القيمة المحتملة لتطبيق PeLED الأحمر النقي المستند إلى PEA₂SnI₄ في مجال العرض، وتقدم أفكاراً لتصميم وإعداد مواد وأجهزة التيتانات القصديرية الفعالة.

الضوء الأحمر النقي; التيتانات; الانبعاث الضوئي; صمام ثنائي باعث للضوء