في صمام ثنائي باعث للضوء ذو استقطاب دائري (CP-LED)، كانت هناك مشكلة طويلة الأمد تتعلق بالصعوبة في تحقيق كل من عامل عدم تماثل الإضاءة المستقطبة دائريًا العالي (g_lum) وكفاءة الكم الخارجية العالية (External quantum efficiency، EQE). السبب الجذري هو أن الاستراتيجيات التقليدية كانت تعتمد غالبًا على مواد باعثة استقطابية متأصلة أو طبقات نقل شحنة استقطابية، مما يؤدي حتمًا إلى التضحية بكفاءة النقل الشحني والكفاءة الفوتونية. لحل هذه المشاكل، يقترح هذا البحث نموذج تصميم هيكلي وظيفي غير اقتحامي وقابل للفصل، من خلال بناء تجويف بصري حلزوني (Chiral optical microcavity، COM) مكون من طبقتين من الكريستال السائل الحلزوني (CLC) ومرآة معدنية عاكسة؛ حيث يتم تضمين وحدة كمومية ذات فعالية عالية ولكن غير حلزونية ضمن بيئة فوتونية حلزونية مكروية، مما يسمح بتنظيم فعال للإضاءة المستقطبة دائرية دون تغيير هيكل مادة الإضاءة أو حقن الشحنات. يمكن لهذا الهيكل الجمع بين الانعكاس الانتقائي لـ CLC وتأثير الرنين المشترك لتجويف فابري-بيرو، مما يجعل الضوء المنبعث يتعرض لتكرارات متعددة من التفاعل الانتقائي الحلزوني والتضخيم الانتقائي للنمط داخل التجويف، مما يضاعف بشكل كبير فرق شدة المكونات اليسرى واليمنى للحلزون، وليس بناءً على تأثير التصفية الحلزونية لمرة واحدة. استنادًا إلى هذه الآلية، حققت أجهزة CP-QLED الحمراء التي تم تصنيعها إضاءة مستقطبة دائرية تصل إلى g_lum≈0.75، مع الحفاظ على كفاءة كمية خارجية تصل إلى 24.3% وسطوع جهاز حوالي 194468 cd/m²＠8 V. تكشف هذه الدراسة مسارًا فعالًا لتحقيق فك الترابط بين الوظيفة الحلزونية وكفاءة الإضاءة عبر هياكل فوتونية مكروية، وتقدم استراتيجية متزامنة للمواد الوظيفية والهياكل الفوتونية للتصميم الهيكلي لأجهزة الإضاءة المستقطبة دائريًا عالية الأداء، مما يحمل أهمية مرجعية كبيرة لعروض CP-QLED ملونة بالكامل وأجهزة الفوتوالإلكترونيات المتكاملة في المستقبل.

صمام ثنائي باعث للضوء الكمي؛ كريستال سائل حلزوني؛ تجويف فابري-بيرو؛ الضوء المستقطب دائريًا