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中國科大制備高性能純紅光鈣鈦礦LED

http://www.www.rl518.com2025年05月12日 10:04教育裝備網

  記者近日從中國科學技術大學獲悉,該校姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉團隊通過給發光二極管(LED)“拍片子”,找到了純紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸機制,并成功制備出高性能純紅光鈣鈦礦LED。相關研究成果近日在線發表在國際學術期刊《自然》(Nature)上。
  
  金屬鹵化物鈣鈦礦是新一代明星半導體材料,作為LED中的發光層材料,具有載流子遷移率高、色彩純度高、色域廣等優勢。純紅光鈣鈦礦LED作為三基色之一的光源,在未來高清顯示領域極具潛力,應用前景光明,但目前存在亮度與效率難以兼顧等研究難點。
  
  中國科大研究團隊主要解決了純紅光鈣鈦礦LED亮度提高時效率驟降的問題。樊逢佳團隊自主研發的給LED“拍片子”的“黑科技”——電激發瞬態吸收光譜技術(EETA),探測LED內部的電子(負電)和空穴(正電),發現空穴泄漏到電子傳輸層是制約純紅光鈣鈦礦LED性能的關鍵因素。
  
  姚宏斌團隊提出一種新的材料結構設計——“三維鈣鈦礦異質結”有效抑制了空穴泄漏。團隊在鈣鈦礦晶格內部插入有機分子,改變發光層晶體結構,構建了阻攔空穴離開發光層的“水壩”——寬帶隙能壘,在實現載流子限域的同時,保持高遷移率。姚宏斌教授聯合胡偉教授對這一創新型設計進行了理論結構分析,林岳教授則利用球差電鏡充分驗證了這一材料。
  
  團隊基于“三維鈣鈦礦異質結”創造的純紅光鈣鈦礦LED具有國際領先水平的高性能:峰值外量子效率(EQE)達到24.2%,與頂級OLED水平相當;最大亮度為24600坎德拉每平方米,相比之前報道的純紅光三維鈣鈦礦LED提升了3倍;器件展現出非常低的效率滾降——亮度為22670坎德拉每平方米時,器件依然具有超過10%的峰值外量子效率。這項研究展現出團隊創造的三維鈣鈦礦異質結材料在發展高效、明亮且穩定鈣鈦礦LED方面的巨大潛力。

(來源:《中國教育報》 )
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