中國(guó)科學(xué)技�(shù)大學(xué)姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉團(tuán)�(duì)通過(guò)給發(fā)光二極管(LED�“拍片�”,找到了純紅鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因,并成功制備出高性能純紅光鈣鈦礦LED。相�(guān)研究成果于北京時(shí)�5�7日在線發(fā)表在�(guó)際學(xué)�(shù)期刊《自然》(Nature)�
鈣鈦礦三維異�(zhì)�(jié)抑制LED中空穴泄漏卡通示意圖
金屬鹵化物鈣鈦礦是新一代明星半�(dǎo)體材料,作為L(zhǎng)ED中的�(fā)光層材料,具有載流子遷移率高、色彩純度高、色域廣等優(yōu)�(shì)。純紅光鈣鈦礦LED作為三基色之一的光源,在未�(lái)高清顯示�(lǐng)域極具潛力,�(yīng)用前景光明,但目前存在亮度與效率難以兼顧等研究難�(diǎn)�
中國(guó)科大研究�(tuán)�(duì)主要解決了純紅光鈣鈦礦LED亮度提高�(shí)效率驟降的問(wèn)題�
樊逢佳�(tuán)�(duì)自主研發(fā)的給LED“拍片�”�“黑科技”——電激�(fā)瞬態(tài)吸收光譜技�(shù)(EETA),探測(cè)LED�(nèi)部的電子(負(fù)電)和空穴(正電),�(fā)�(xiàn)空穴泄漏到電子傳輸層是純紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因�
姚宏斌團(tuán)�(duì)提出一種新的材料結(jié)�(gòu)�(shè)�(jì)——“三維鈣鈦礦異�(zhì)�(jié)”有效抑制了空穴泄漏。團(tuán)�(duì)在鈣鈦礦晶格�(nèi)部插入有�(jī)分子,改變發(fā)光層晶體�(jié)�(gòu),構(gòu)建了阻攔空穴離開(kāi)�(fā)光層�“水壩”——“寬帶隙能�”,在�(shí)�(xiàn)載流子限域的同時(shí),保持高遷移率。姚宏斌教授�(lián)合胡偉教授對(duì)這一�(chuàng)新型�(shè)�(jì)�(jìn)行了理論�(jié)�(gòu)分析,林岳教授則利用球差電鏡充分�(yàn)證了這一材料�
三維CsPbI3-xBrx鈣鈦礦異�(zhì)�(jié)的設(shè)�(jì)與材料表�
�(tuán)�(duì)基于“三維鈣鈦礦異�(zhì)�(jié)”�(chuàng)造的純紅光鈣鈦礦LED具有�(guó)際領(lǐng)先水平的高性能:峰值外量子效率(EQE)達(dá)�24.2%,與頂級(jí)OLED水平相當(dāng);最大亮度為24600 cd/m²(坎德拉每平方米),相比之前�(bào)道的純紅光三維鈣鈦礦LED提升了三倍;并且器件展現(xiàn)出非常低的效率滾�——亮度�22670 cd/m²�(shí),器件依然具有超�(guò)10%的EQE�
這項(xiàng)研究展現(xiàn)出團(tuán)�(duì)�(chuàng)造的三維鈣鈦礦異�(zhì)�(jié)材料在發(fā)展高效、明亮且�(wěn)定鈣鈦礦LED方面的巨大潛力�
中國(guó)科學(xué)技�(shù)大學(xué)宋永慧(博士)、李波(博士后)、王子健(博士研究生)和�(tái)曉琳(博士研究生)為本文的共同第一作者;中國(guó)科學(xué)技�(shù)大學(xué)姚宏斌教授、樊逢佳教授、林岳教授和胡偉教授為本論文的共同通訊作者。本工作得到�(guó)家自然科�(xué)基金委、科技部等基金支持。理化科�(xué)�(shí)�(yàn)中心為本課題的開(kāi)展提供了SEM、PL、UV-vis、球差電鏡等表征�(shè)備的支持�
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