創紅光鈣鈦礦LED發光效率新紀錄 上海大學這研究登上《自然》

dalap

澎湃新聞報導，上海大學13日透露，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研究團隊，與合作單位團隊關於「穩定鈣鈦礦八面體實現高效紅光LED」最新研究成果，12日以〈Fabrication of red-emitting perovskite LEDs by stabilizing their octahedral structure〉為題，在國際頂尖期刊《自然》（Nature）發表。這是上海大學機自學院首篇以第一作者、第一完成單位、通訊作者發表的《自然》論文。


報導稱，鈣鈦礦發光二極體（LED）是最新興起的顯示技術，如何突破鈣鈦礦LED紅光發射的效率瓶頸？上海大學在《自然》雜誌上的最新研究，創造了紅光鈣鈦礦LED發光效率的新紀錄。

發光二極體（LED）是新型顯示技術的核心組件，更是新一代資訊技術產業之首。鈣鈦礦發光二極體（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發展十分迅速，而關鍵紅光鈣鈦礦LED（620nm-650nm）性能遭遇瓶頸，尤其在高偏壓下光譜穩定性差，制約鈣鈦礦LED在全彩顯示領域應用。

傳統單端吸附型配位分子，在調節碘基鈣鈦礦發射光譜的同時，不可避免地顯著降低其螢光量子產率。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。該研究團隊創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，從而突破了鈣鈦礦LED紅光發射的效率瓶頸。得到的LED器件在純紅光620nm-650nm範圍區間內光譜連續可調，其中638nm發射的LED器件外量子效率（EQE）達到28.7％，創造了紅光鈣鈦礦LED發光效率的新紀錄。此外，器件在高達8V的偏壓下，輻射複合中心幾乎不發生分離，表現出極為優異的光譜穩定性。該研究成果將加速鈣鈦礦LED的顯示產業化進程。

該研究成果由上海大學聯合吉林大學、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，吉林大學的王甯教授和劍橋大學的Neil C. Greenham教授為共同通訊作者，楊緒勇指導的上海大學2021級博士生孔令媚為文章第一作者，上海大學機自學院馮傑、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、戴霖傑博士、Shabnum Maqbool博士，中國科學技術大學教授李雲國，復旦大學教授楊迎國，浦項科技大學教授Wanhee Lee和Changsoon Cho為論文合作署名作者。