Structure de microcavité optique chirale non invasive pour des diodes électroluminescentes à points quantiques à polarisation circulaire à haute efficacité

LI Deer ,  

LUO Haolin ,  

ZENG Qunying ,  

LIN Lihua ,  

LI Fushan ,  

摘要

Dans les diodes électroluminescentes à émission polarisée circulairement (CP-LED), il a longtemps été difficile de concilier un facteur d'asymétrie élevé de l'émission polarisée circulairement (glum) avec une efficacité quantique externe (EQE) élevée. La cause principale réside dans le fait que les stratégies traditionnelles reposent souvent sur des matériaux émetteurs chiraux intrinsèques ou des couches de transport de charge chirales, sacrifiant inévitablement le transport des charges et l'efficacité de recombinaison radiative. Pour résoudre ces problèmes, cet article propose un paradigme de conception structurelle fonctionnelle non intrusive et découplée, en construisant une microcavité optique chirale (COM) composée d'une double couche de cristaux liquides chiraux (CLC) et d'un miroir métallique réfléchissant, intégrant une unité d'émission à points quantiques non chirale mais efficace dans un environnement photonique chirale macroscopique, permettant un contrôle efficace de l'émission polarisée circulairement sans modifier la structure du matériau émetteur ni l'injection de charges. Cette structure combine la réflexion sélective du CLC et la résonance modale coopérative de la microcavité Fabry-Pérot, où la lumière émise subit plusieurs interactions sélectives chirales et amplifications modales, amplifiant significativement la différence d'intensité entre les composants gauches et droits de la chiralité, sans dépendre d'un simple effet de filtrage chiral unique. Basé sur ce mécanisme, les dispositifs CP-QLED rouges fabriqués ont atteint un facteur d'émission polarisée circulairement élevé de glum≈0.75, tout en maintenant une EQE jusqu'à 24,3 % et une luminance d'environ 194 468 cd/m2@8 V. Ce travail révèle une voie efficace pour découpler la fonctionnalité chirale et l'efficacité d'émission via une structure photonique macroscopique, offrant une stratégie synergique généralisable pour la conception structurale de matériaux fonctionnels et de structures photoniques dans les dispositifs électroluminescents à polarisation circulaire performants, avec une grande valeur de référence pour les futurs écrans CP-QLED toute couleur et les dispositifs optoélectroniques intégrés.

关键词

diodes électroluminescentes à points quantiques; cristaux liquides chiraux; microcavité Fabry-Pérot; lumière polarisée circulairement

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