鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）是最新興起的顯示技術，如何突破鈣鈦礦LED紅光發(fā)射的效率瓶頸？上海大學在《自然》雜志上的最新研究，創(chuàng)造了紅光鈣鈦礦LED發(fā)光效率的新紀錄。
6月13日，澎湃新聞（thepaper.cn）記者從上海大學獲悉，2024年6月12日，上海大學機電工程與自動化學院新顯教育部重點實驗室楊緒勇教授研究團隊與合作單位團隊關于“穩(wěn)定鈣鈦礦八面體實現(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。這是上海大學機自學院首篇以第一作者、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）是新型顯示技術的核心部件，更是新一代信息技術產(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，具有高色純度、廣色域、加工工藝簡單、低成本等優(yōu)勢，是國內外光電器件領域的研究熱點。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在全彩顯示領域的應用。
傳統(tǒng)的單端吸附型配位分子在調節(jié)碘基鈣鈦礦發(fā)射光譜的同時，不可避免地顯著降低其熒光量子產(chǎn)率。如何實現(xiàn)高效紅光發(fā)射而不犧牲鈣鈦礦的光電性質，一直是制約紅光鈣鈦礦LED性能的巨大挑戰(zhàn)。該研究團隊創(chuàng)新性地利用一種獨特的雙端有機分子配位“錨定”鈣鈦礦表面以穩(wěn)定其八面體結構，成功克服了鈣鈦礦薄膜光譜調節(jié)和光電性質之間的相互制約，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)間內光譜連續(xù)可調，其中638nm發(fā)射的LED器件外量子效率（EQE）達到28.7%，創(chuàng)造了紅光鈣鈦礦LED發(fā)光效率的新紀錄。此外，器件在高達8V的偏壓下，輻射復合中心幾乎不發(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)化進程。
研究團隊圖 本文圖源“上海大學”公眾號
該研究成果由上海大學聯(lián)合吉林大學、劍橋大學卡文迪許實驗室等合作完成，其中上海大學為第一署名單位，上海大學楊緒勇教授為論文通訊作者，吉林大學的王寧教授和劍橋大學的Neil C. Greenham教授為共同通訊作者，楊緒勇教授指導的上海大學2021級博士生孔令媚同學為文章第一作者，上海大學機自學院馮杰、王遠志、劉子睿，吉林大學物理學院趙彬、董建超，劍橋大學卡文迪許實驗室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，中國科學技術大學李云國教授，復旦大學楊迎國教授，浦項科技大學Wanhee Lee和Changsoon Cho教授為論文合作署名作者。
