Une structure microcavité optique chirale non intrusive pour une diode électroluminescente à points quantiques à polarisation circulaire haute efficacité
Dans les diodes électroluminescentes à polarisation circulaire (CP-LED), il a longtemps été difficile de concilier un facteur d'asymétrie d'émission à polarisation circulaire élevé (glum) avec une efficacité quantique externe élevée (EQE). La raison fondamentale est que les stratégies traditionnelles reposent souvent sur des matériaux luminescents chiraux intrinsèques ou des couches de transport de charge chirales, ce qui sacrifie inévitablement le transport des charges et l'efficacité de recombinaison radiative du dispositif. Pour résoudre ces problèmes, cet article propose un paradigme de conception structurelle fonctionnelle non intrusive et découplable, en construisant une microcavité optique chirale (COM) composée de double couche de cristaux liquides chiraux (CLC) et d'un miroir métallique réfléchissant, dans laquelle est intégré une unité d'émission de points quantiques non chirale mais à haute efficacité, insérée dans un environnement photonique chirale macroscopique, permettant un contrôle efficace de l'émission à polarisation circulaire sans modifier la structure du matériau d'émission ni l'injection de charge. Cette structure combine la réflexion sélective des CLC et la résonance modale de la microcavité de Fabry-Pérot, permettant à la lumière émise de subir de multiples interactions sélectives chirales et un renforcement modal sélectif dans la cavité, amplifiant significativement la différence d'intensité entre les composants chiral gauche et droit, sans dépendre d'un simple effet de filtrage chirale unique. Basés sur ce mécanisme, les dispositifs CP-QLED rouges obtenus ont atteint un facteur de polarisation circulaire glum≈0.75, tout en conservant une EQE élevée jusqu'à 24,3% et une luminance d'environ 194 468 cd/m2@8 V. Ce travail révèle une voie efficace pour découpler la fonction chirale et l'efficacité d'émission grâce à une structure photonique macroscopique, fournissant une stratégie coopérative généralisable de matériaux fonctionnels et de structures photoniques pour la conception structurée de dispositifs électroluminescents à polarisation circulaire haute performance, avec une valeur de référence importante pour les futurs affichages CP-QLED couleur complète et dispositifs optoélectroniques intégrés.
关键词
diode électroluminescente à points quantiques; cristaux liquides chiraux; microcavité Fabry-Pérot; lumière à polarisation circulaire