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中國科學技術大學成功制備高性能純紅光鈣鈦礦LED
2025-05-08 14:33:26   來源:北京日報客戶端

記者5月7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(fā)光二極管(LED)“拍片子”,找出純紅鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因,并成功制備出高性能純紅光鈣鈦礦LED。相關研究成果于當日在線發(fā)表在國際學術期刊《自然》。

鈣鈦礦三維異質結抑制LED中空穴泄漏卡通示意圖。中國科大供圖

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(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)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。

樊逢佳團隊自主研發(fā)出給LED“拍片子”的新手段——電激發(fā)瞬態(tài)吸收光譜技術,探測LED內部的電子(負電)和空穴(正電),發(fā)現(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。

研究團隊進行技術討論。中國科大供圖

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(fā)光層晶體結構,構建了阻攔空穴離開發(fā)光層的“水壩”——“寬帶隙能壘”,在實現(xiàn)載流子限域的同時,保持高遷移率。姚宏斌教授聯(lián)合胡偉教授對這一創(chuàng)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。

據介紹,此次中國科大團隊基于“三維鈣鈦礦異質結”創(chuàng)造的純紅光鈣鈦礦LED在峰值外量子效率、最大亮度、效率滾降等方面具有國際領先水平的高性能,展現(xiàn)出團隊創(chuàng)造的三維鈣鈦礦異質結材料在發(fā)展高效、明亮且穩(wěn)定鈣鈦礦LED方面的巨大潛力。


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