【產(chǎn)通社，3月10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，物理學(xué)院、中科院強(qiáng)耦合量子材料物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心教授肖正國(guó)研究組，在制備高效穩(wěn)定的鈣鈦礦單晶LED領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該研究利用空間限制法生長(zhǎng)出高質(zhì)量、大面積、超薄的鈣鈦礦單晶，并首次制備出亮度超過(guò)86,000 cd/m2、壽命達(dá)12500 h的鈣鈦礦單晶LED，向鈣鈦礦LED應(yīng)用于人類照明邁出了重要一步。2月27日，相關(guān)研究成果以Highly bright and stable single-crystal perovskite light-emitting diodes為題，發(fā)表在Nature Photonics上。 

金屬鹵化物鈣鈦礦因發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)、發(fā)光半峰寬窄、可低溫制備等特性成為新一代LED顯示與照明材料。目前，基于多晶薄膜的鈣鈦礦LED（PeLED）的外量子效率（EQE）已超過(guò)20%，可媲美商用有機(jī)LED（OLED）。近年來(lái)，多數(shù)報(bào)道的高效率鈣鈦礦LED器件的壽命在數(shù)百到數(shù)千小時(shí)不等，落后于OLED。離子移動(dòng)、載流子注入不平衡、運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱等因素均影響器件穩(wěn)定性。此外，多晶鈣鈦礦器件中嚴(yán)重的俄歇復(fù)合也限制器件亮度。

針對(duì)上述問(wèn)題，肖正國(guó)課題組利用空間限制法在襯底上原位生長(zhǎng)鈣鈦礦單晶，通過(guò)調(diào)控生長(zhǎng)條件，引入有機(jī)胺和聚合物，有效提升了晶體質(zhì)量，進(jìn)而制備出高質(zhì)量的MA0.8FA0.2PbBr3薄單晶【最小厚度僅為1.5 μm、表面粗糙程度小于0.6 nm、內(nèi)部熒光量子產(chǎn)率（PLQYint）達(dá)到90%】。以薄單晶作為發(fā)光層制備的鈣鈦礦單晶LED器件的EQE達(dá)到11.2%、亮度超過(guò)86,000 cd/m2、壽命達(dá)12500 h，初步達(dá)到商業(yè)化門(mén)檻，成為目前穩(wěn)定性最好的鈣鈦礦LED器件之一。該工作展示了使用鈣鈦礦薄單晶作為發(fā)光層是解決穩(wěn)定性問(wèn)題的可行方案，以及鈣鈦礦單晶LED在人類照明和顯示領(lǐng)域的廣闊前景。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科大的支持。查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)官方網(wǎng)站http://news.ustc.edu.cn/info/1048/81810.htm，以及https://www.nature.com/articles/s41566-023-01167-3。（張嘉汐，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）