在傳統(tǒng)的光電方法中,控制自旋,電荷和光需要同時使用電場和磁場。在自旋偏振發(fā)光二極管(spin-LED)中,電荷被注入,并且從自旋偏振的載流子對發(fā)射圓偏振光。通常,載流子的注入是在施加電場的情況下發(fā)生的,而自旋極化可以通過施加磁場或極化的鐵磁觸點來實現。國家可再生能源實驗室Joseph M. Luther和Matthew C. Beard等人使用手性誘導的自旋選擇性(CISS)產生自旋極化的載流子,并演示了在室溫下運行而沒有磁場或鐵磁接觸的自旋LED。
CISS層由自組裝的苯乙銨鹽的手性分子和層狀有機無機金屬鹵化物雜化鈣鈦礦(S,R-MBA)2PbI4。器件結構為ITO/m-PEDOT:PSS/(S,R-MBA)2PbI4/CsPbI3 納米晶 。自旋LED在室溫下可實現±2.6%的圓偏振電致發(fā)光。
研究發(fā)現了CsPb(Br0.1I0.9)3 NC膜載流子壽命約為1.34 ns,而CsPbI3 NC膜的載流子壽命為?1.08 ns。當電流高度自旋極化時,CP-EL效率可以近似估算自旋極化壽命(tspin)與光致發(fā)光壽命(tspin)之比。CsPb(Br0.1I0.9)3 NC薄膜tspin/ tspin 為 1.06×10?2,CsPbI3 NC膜中tspin / tcarrier 為3.5×10?3這與測得的PCP-EL值一致。。即CsPbBr3 NC自旋LED值為±2.6%和基于CsPbI3 NC自旋LED的值為±0.25%。
Young-Hoon Kim,et al. Chiral-induced spin selectivity enables a room-temperature spin light-emitting diode,Science,2021
DOI: 10.1126/science.abf5291
https://science.sciencemag.org/content/371/6534/1129
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