Alle anorganische cesium-loodhalogenide-perovskiet-halfgeleiders vertonen een groot potentieel voor nanolasers, lichtemitterende diodes en zonnecellen vanwege hun unieke eigenschappen, inclusief laagdrempelige, hoge kwantumefficiëntie en lage kosten. Echter, de hoge materiaalbrekingsindex van perovskiethalfgeleiders belemmert de efficiëntie van lichtextractie voor fotonische en verlichtingstoepassingen.

Zeer onlangs, een NTU-team onder leiding van Assoc. Prof. Wang Hong, demonstreerde een hoge lichtextractie-efficiëntie van perovskiet-fotonische kristallen vervaardigd door delicate elektronenstraallithografie. De perovskiet-fotonische kristallen vertonen tegelijkertijd zowel remming van de emissiesnelheid als herverdeling van lichtenergie.

Ze observeerden een 7,9-voudige vermindering van de spontane emissiesnelheid met een langzamer verval in perovskiet-fotonische kristallen als gevolg van het fotonische bandgap-effect (PBG). 23,5-voudige verhoging van de emissie-intensiteit werd ook duidelijk waargenomen als gevolg van herverdeling van lichtenergie van 2-D geleide modi naar verticale richting in dunne films van perovskietfotonische kristallen, wat wijst op een hoge intrinsieke lichtextractie-efficiëntie.

Deze waarneming is de op één na grootste extractie-efficiëntie met tweedimensionale fotonische kristallen in vergelijking met die van silicium. Er is een emissieremming, maar aangezien het licht wordt verbeterd door de richtingskoppeling, het emissiebeeld in Fig. 1 toont een significante helderheid in fotonische kristallen (PhC) in vergelijking met die in niet-patroonfilms.

De combinatie van het remmen van ongewenste emissie door lichtenergie te herverdelen in bruikbare modi biedt een veelbelovende aanpak in verschillende toepassingen voor perovskiet, inclusief zonnecellen, beeldschermen en fotovoltaïsche installaties. De studie is gepubliceerd in ACS Fotonica .