发光二极管的超低电压工作
应用物理
2022-08-09 v1 材料科学
光学
摘要
注入载流子的辐射复合产生电致发光（EL），这是发光二极管（LED）工作的核心过程。在包括钙钛矿和有机LED在内的某些新兴光电子学领域中，人们通常假设发光所需的最小电压是半导体带隙除以元电荷。在此，我们展示对于多种类型的LED，包括基于金属卤化物钙钛矿、有机物、硫族化物量子点和商用III-V族半导体的LED，通常可以在其带隙的36%-60%这一创纪录的低驱动电压下观察到光子发射，这对应于每个发射光子具有0.6-1.4 eV的巨大表观能量增益。重要的是，对于具有截然不同的电荷注入和复合模式（暗饱和电流密度范围从~10^-35到~10^-21 mA/cm2）的各类LED，它们在低电压下的EL强度-电压曲线表现出相似的行为，揭示了超低电压器件工作的普遍起源。最后，作为概念验证，我们展示了钙钛矿LED可以在1V电压下（低于硅带隙的电压）有效地将数据传输到硅探测器。我们的工作为电致发光二极管的工作极限提供了新的见解，突显了将低电压LED与硅电子器件集成用于下一代通信和计算应用的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2108.01549,
title = {Ultralow-voltage operation of light-emitting diodes},
author = {Yaxiao Lian and Dongchen Lan and Shiyu Xing and Bingbing Guo and Runchen Lai and Baodan Zhao and Richard H. Friend and Dawei Di},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01549},
year = {2022}
}