【產(chǎn)通社，1月18日訊】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（University of Science and Technology of China, USTC）官網(wǎng)消息，姚宏斌教授課題組聯(lián)合張群教授、林岳教授和張國(guó)楨副研究員研究團(tuán)隊(duì)提出金屬鹵化物鈣鈦礦亞穩(wěn)相結(jié)晶策略，有效消除了混合鹵素鈣鈦礦CsPbI3-xBrx晶粒內(nèi)部的面缺陷，從而制備了高效的純紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管，其外量子效率達(dá)17.8%，亮度為9000cd m-2，研究成果以題為“Planar defect-free pure red perovskite light-emittingdiodes via metastable phase crystallization”發(fā)表在國(guó)際期刊Science Advances上（Sci. Adv. 2022,8, eabq2321）。

金屬鹵化物鈣鈦礦材料由于其高色純度、寬色域、低成本以及可溶液加工等優(yōu)勢(shì)有望用于下一代發(fā)光二極管。然而鈣鈦礦材料由于其結(jié)晶過(guò)程的不可控，容易產(chǎn)生缺陷，這往往會(huì)限制鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）的效率以及穩(wěn)定性。小分子鈍化劑已成功用于調(diào)控單一鹵素鈣鈦礦的成核、聚集以及組裝過(guò)程，獲得了高發(fā)光效率的微/納米晶薄膜，進(jìn)而使得綠光和近紅外光PeLED的外量子效率超過(guò)20%。雖然小分子鈍化劑也被嘗試用于調(diào)控混合鹵素鈣鈦礦的結(jié)晶，但目前混合鹵素PeLED的效率以及穩(wěn)定性依然很低，這其中的原因依然未知。

姚宏斌教授課題組基于前期鈣鈦礦結(jié)晶調(diào)控的相關(guān)研究基礎(chǔ)（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8162?8170；Adv. Optical Mater. 2021, 9, 2001684），首先揭示了在混合鹵素鈣鈦礦成核、團(tuán)聚以及組裝過(guò)程中，不均勻的鹵素離子分布會(huì)導(dǎo)致晶粒內(nèi)部的面缺陷形成，進(jìn)而提出了亞穩(wěn)相結(jié)晶（MPC）制備混合鹵素鈣鈦礦薄膜的策略。該策略可以有效促進(jìn)鈣鈦礦晶格內(nèi)部的鹵素均勻混合，進(jìn)而降低鈣鈦礦結(jié)晶過(guò)程中的晶格應(yīng)力，從而消除鈣鈦礦晶粒內(nèi)部的面缺陷。

我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系博士生宋永慧與訪問(wèn)學(xué)者葛晶講師為該論文的共同第一作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心以及合肥同步輻射國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的支持。

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