Alla oorganiska cesium blyhalogenid perovskit halvledare uppvisar stor potential för nanolaser, lysdioder och solceller på grund av sina unika egenskaper, inklusive låg tröskel, hög kvanteffektivitet och låg kostnad. Dock, det höga materialbrytningsindexet för perovskithalvledare hindrar ljusextraktionseffektiviteten för fotonik- och belysningstillämpningar.

Väldigt nyligen, ett NTU-team som leds av Assoc. Prof. Wang Hong, demonstrerade hög ljusextraktionseffektivitet för perovskitfotoniska kristaller tillverkade genom delikat elektronstrålelitografi. De fotoniska perovskitkristallerna uppvisar både emissionshastighetsinhibering och ljusenergiomfördelning samtidigt.

De observerade en 7,9-faldig minskning av den spontana emissionshastigheten med en långsammare sönderfall i perovskitfotonkristaller på grund av den fotoniska bandgapeffekten (PBG). 23,5-faldig ökning av emissionsintensiteten observerades också tydligt som ett resultat av ljusenergiomfördelning från 2-D-styrda lägen till vertikal riktning i perovskitfotoniska kristaller tunna filmer, vilket indikerar en hög inre ljusutsugningseffektivitet.

Denna observation är den näst största extraktionseffektiviteten med tvådimensionella fotoniska kristaller i jämförelse med den för kisel. Det finns en emissionshämning, men eftersom ljuset förbättras av riktningskopplingen, emissionsbilden i fig. 1 visar en signifikant ljushet i fotoniska kristaller (PhC) jämfört med den i omönstrade filmer.

Kombinationen av att hämma oönskad emission genom att omfördela ljusenergi till användbara lägen erbjuder ett lovande tillvägagångssätt i olika applikationer för perovskit, inklusive solceller, displayer och solceller. Studien publiceras i ACS Fotonik .