記者2月5日從中國科學技術大學獲悉，該校崔林松教授課題組與英國劍橋大學團隊合作，開發(fā)出一種提升藍光鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）性能的新策略，成功突破藍光鈣鈦礦LED的性能瓶頸，解決了該領域重要難題。相關研究成果日前在線發(fā)表在期刊《自然·光子學》上。
鈣鈦礦LED因其優(yōu)越的發(fā)光性能和低成本等優(yōu)勢，成為極具潛力的新一代發(fā)光與顯示技術。
近年來，綠光、紅光和近紅外鈣鈦礦LED取得了顯著進展，其外量子效率均超過20%，可與有機LED和量子點LED相媲美。然而，目前藍光鈣鈦礦LED的發(fā)展相對滯后，其性能遠落后于其他光色的鈣鈦礦LED，因此高性能藍光鈣鈦礦LED的實現(xiàn)是該領域現(xiàn)階段的瓶頸。
針對以上問題，研究團隊設計開發(fā)了一種具有共振電子態(tài)的多功能有機離子穩(wěn)定劑雙(三苯基正膦基)氯化銨（PPNCl），實現(xiàn)了對鈣鈦礦相組成和分布的精準調控，抑制了鈣鈦礦中的非輻射復合通道和離子遷移現(xiàn)象，從而大幅提升了藍光鈣鈦礦LED的效率和穩(wěn)定性。研究人員通過瞬態(tài)吸收光譜進一步研究薄膜樣品的激發(fā)態(tài)動力學。結果表明，PPNCl可以有效地加速低維相向高維相的能量轉移過程，抑制低維相中不完全的能量轉移和非輻射復合帶來的能量損失。另一方面，PPNCl分子通過與鈣鈦礦中的組分形成配位作用和靜電作用，成功實現(xiàn)了對鈣鈦礦薄膜中缺陷的鈍化，并有效抑制了鈣鈦礦薄膜中鹵素離子遷移的現(xiàn)象，顯著提升鈣鈦礦薄膜的發(fā)光效率和光譜穩(wěn)定性。
這一研究成果成功實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的藍光鈣鈦礦LED。在發(fā)射波長483納米情況下，器件峰值外部量子效率高達21.4%，是目前效率最高的藍光鈣鈦礦LED。與此同時，器件的穩(wěn)定性也實現(xiàn)近30倍的提升。這一創(chuàng)新成果為藍光鈣鈦礦LED性能的進一步提升開辟了新道路，標志著在鈣鈦礦LED技術領域取得了引人矚目的進展。
圖片來源|東西南北雜志社
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