科學家研制高效紅光鈣鈦礦LED

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教授楊緒勇課題組與合作單位團隊，突破了鈣鈦礦LED紅光發射的效率瓶頸，創造了紅光鈣鈦礦LED發光效率的新紀錄，將加速鈣鈦礦LED的顯示產業化進程。相關研究發表于《自然》。

發光二極管（LED）是新型顯示技術的核心部件，更是新一代信息技術產業之首。鈣鈦礦LED作為新興的顯示技術，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的發展十分迅速，而關鍵的紅光鈣鈦礦LED性能遭遇瓶頸，尤其在高偏壓下光譜穩定性差，制約了鈣鈦礦LED在全彩顯示領域的應用。

傳統的單端吸附型配位分子在調節碘基鈣鈦礦發射光譜的同時，顯著降低其熒光量子產率。如何實現高效紅光發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。

研究團隊利用一種獨特的雙端有機分子配位“錨定”鈣鈦礦表面以穩定其八面體結構，成功克服了鈣鈦礦薄膜光譜調節和光電性質之間的相互制約，得到的LED器件在純紅光620-650 nm范圍區間內光譜連續可調，其中638 nm發射的LED器件外量子效率（EQE）達到28.7%。此外，器件在高達8 V的偏壓下，輻射復合中心幾乎不發生分離，表現出極為優異的光譜穩定性。

光電特性表征。圖片來源于《自然》

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07531-9