鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）是最新興起的顯示技術(shù)，如何突破鈣鈦礦LED紅光發(fā)射的效率瓶頸？上海大學(xué)在《自然》雜志上的最新研究，創(chuàng)造了紅光鈣鈦礦LED發(fā)光效率的新紀(jì)錄。
6月13日，澎湃新聞?dòng)浾邚纳虾４髮W(xué)獲悉，2024年6月12日，上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院新顯教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊緒勇教授研究團(tuán)隊(duì)與合作單位團(tuán)隊(duì)關(guān)于“穩(wěn)定鈣鈦礦八面體實(shí)現(xiàn)高效紅光LED”最新研究成果，以Fabrication of red-emitting perovskite LEDs by stabilizing their octahedral structure為題在國際頂尖期刊《自然》（Nature）上發(fā)表。這是上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院首篇以第一作者、第一完成單位、通訊作者發(fā)表的《自然》論文。
論文截圖
發(fā)光二極管（LED）是新型顯示技術(shù)的核心部件，更是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)之首。鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）作為最新興起的顯示技術(shù)，具有高色純度、廣色域、加工工藝簡單、低成本等優(yōu)勢(shì)，是國內(nèi)外光電器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，作為顯示三基色之一的綠光鈣鈦礦LED的發(fā)展十分迅速，而關(guān)鍵的紅光鈣鈦礦LED（620nm-650nm）性能遭遇瓶頸，尤其在高偏壓下光譜穩(wěn)定性差，制約了鈣鈦礦LED在全彩顯 示領(lǐng)域的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的單端吸附型配位分子在調(diào)節(jié)碘基鈣鈦礦發(fā)射光譜的同時(shí)，不可避免地顯著降低其熒光量子產(chǎn)率。如何實(shí)現(xiàn)高效紅光發(fā)射而不犧牲鈣鈦礦的光電性質(zhì)，一直是制約紅光鈣鈦礦LED性能的巨大挑戰(zhàn)。該研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地利用一種獨(dú)特的雙端有機(jī)分子配位“錨定”鈣鈦礦表面以穩(wěn)定其八面體結(jié)構(gòu)，成功克服了鈣鈦礦薄膜光譜調(diào)節(jié)和光電性質(zhì)之間的相互制約，從而突破了鈣鈦礦LED紅光發(fā)射的效率瓶頸。得到的LED器件在純紅光620nm-650nm范圍區(qū)間內(nèi)光譜連續(xù)可調(diào)，其中638nm發(fā)射的LED器件外量子效率（EQE）達(dá)到28.7%，創(chuàng)造了紅光鈣鈦礦LED發(fā)光效率的新紀(jì)錄。此外，器件在高達(dá)8V的偏壓下，輻射復(fù)合中心幾乎不發(fā)生分離，表現(xiàn)出極為優(yōu)異的光譜穩(wěn)定性。該研究成果將加速鈣鈦礦LED的顯示產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
研究團(tuán)隊(duì)圖 本文圖源“上海大學(xué)”公眾號(hào)
該研究成果由上海大學(xué)聯(lián)合吉林大學(xué)、劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室等合作完成，其中上海大學(xué)為第一署名單位，上海大學(xué)楊緒勇教授為論文通訊作者，吉林大學(xué)的王寧教授和劍橋大學(xué)的Neil C. Greenham教授為共同通訊作者，楊緒勇教授指導(dǎo)的上海大學(xué)2021級(jí)博士生孔令媚同學(xué)為文章第一作者，上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院馮杰、王遠(yuǎn)志、劉子睿，吉林大學(xué)物理學(xué)院趙彬、董建超，劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室Samuel D. Stranks教授、Richard H. Friend教授、孫雨琦博士、季康煜博士、戴霖杰博士、Shabnum Maqbool博士，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李云國教授，復(fù)旦大學(xué)楊迎國教授，浦項(xiàng)科技大學(xué)Wanhee Lee和Changsoon Cho教授為論文合作署名作者。
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