Solution-processed/evaporation-based light-emitting diodes of face-down/edge-up oriented colloidal quantum wells

Koloid kuantum kuyuları (KKK), atomik düzeyde düz ve dikey olarak ultra ince olmak gibi kritik yapısal özellikleriyle yarıiletken nanokristallerin nispi-iki-boyutlu bir sınıfı olarak ortaya çıkmıştır. Atomik seviyede hassas kalınlık kontrolüne sahip bu KKK'larda nanometre altı hassaslıkla birkaç nanometre olarak tanımlanmış aşırı güçlü ve hassas bir-boyutlu quantum sıkıştırma, iyi kontrol edilen anizotropik yayılmaya sebebiyet verir. Yayılım karakteristikleri, KKKlarda doğaları gereği yüksek derecede anizotropik olan geçiş dipol momentlerinin (GDM) katkıları tarafından oluşturulur.KKK'ların düzlemleri düşünülerek, düzlem-içi GDM'ler yatay düzlemde ve düzlem-dışı GDM'ler dikey yön boyunca, yayılım karakteristiklerine orantısal olarak katkıda bulunurlar.KKK'ların bu özellikleri, opnları ışık yayan diyotlarda (IYD) kullanmak için son derece çekici hale getirir. Bu tezde, bu amaçlai tamamen çözelti tabanlı işleme veya buharlaşma kullanılarak oluşturulan IYD'lerde, CdSe/Cd0.25Zn0.75S çekirdek/sıcak-enjeksiyon kabuğu (SEK) büyütülmüş KKK'ların yüz-aşağı ve kenar-yukarı yönlendirilmiş öz-düzenlemelerini ve geri odak düzlemi (GOD) görüntüleme kullanarak Fourier analizlerini gösteriyoruz. Sonuçlar, tüm yüz-aşağı yönlendirilmiş KKK filmi için dikey yöndeki GDM dağılımının %4.1 oranında baskılandığını ve düzlem içi GDM dağılımının ise %92'ye ulaştığını göstermektedir. Düzlem içi GDM'lerin güçlü katkısı sayesinde, buna karşılık gelen açısal olarak çözümlenmiş ışıldama dağılımı, altta yatan bir alt taşa yerleştirilen yüz aşağı yönlendirilmiş KKK filmi için oldukça yönel bir yoğunluk profili sergiler. Tüm-yüz-aşağı yönlendirilmiş KKK'lar, elektrolüminesans tabakası olarak kullanıldığında, rastgele yönlendirilmiş KKK'lara kıyasla neredeyse 2 kat artan olağanüstü büyük bir harici kuantum verimliliği (HKV) sağlar ve HKV yüz-aşağı yönlendirilmiş KKK'larda %18.1'e ulaşır, çözelti işlemeli KKK IYD'ler için kaydedilmiş en yüksek seviyedir. Ayrıca, bu tez çalışmasında, zincir süper yapılar oluşturan kenar-yukarı yönlü KKK öz-dizilimleri için GDM'lerin dağılımını araştırdık ve böyle yığılımış KKK'ların zincir uzunluklarının önemli bir rol oynadığını keşfettik. Filmden ortalama olarak 50 ila 500nm uzunluğuna kadar olan KKK zincirleri boyunca, bir alt taşa dik şekilde yerleştirilen uzun-zincirli kenar-yukarı KKK'ların dikey yöndeki GDM'leri, kısa zincirli kenar-yukarı KKK'ların GDM'lerine kıyasla 3.5 kat artırılmıştır. Dikey yöndeki GDM'lerin yönel yayılmadaki katkısı, daha uzun zincir uzunlukları tetiklenerek iyileştirilir. Fourier görüntü analizinin sonuçlarına göre, ters mimariye sahip buharlaştırılmış IYD'lerin elektrolüminesan tabakası olarak kullanıldığında, tüm-kenar-yukarı yönel KKK'lar rastgele yönel KKK'lara kıyasla parlaklık düzeylerinde %50 artış sağlar. Ayrıca, aynı IYD cihaz yapısında elektrikle sürülen emisyon katmanı olarak kullanılan yüz aşağı yönlendirilmiş KKK'lara kıyasla, kenar yukarı yönlendirilmiş KKK'larda yük enjeksiyonunda %60'lık bir iyileşme gözlenmektedir. Bu tezde kullanılan KKK katman yapılarının güçlü bir şekilde yönlendirmeye bağlı davranışı, hem çözelti işlemeli hem de buharlaşma tabanlı IYD'lerde toplu optik emisyon özellikleri üzerine daha fazla sistemli çalışmaların yapılmasını teşvik ediyor ve IYD ve diğer optoelektronik cihaz uygulamalarında büyük potansiyel vaat ediyor. Anahtar sözcükler: Kolloidal kuantum kuyuları, Çözelti-temelli ışık yayan diyotlar, öz-yapılandırma, yüz-aşağı, kenar-yukarı, yönlendirme kontrollü film, geçiş dipol momenti, tek katmanlı filmler.