鈣鈦礦發光二極體誕生！外部量子效率創紀錄達21.6％！

林雪平大學一個實驗室已經生產出高效的鈣鈦礦近紅外(NIR)發光二極體。外部量子效率是21.6%，這是一個記錄。研究結果發表在《自然光子學》上。這項工作由劉科學家馮高領導，他與中國、義大利、新加坡和瑞士的同事密切合作。鈣鈦礦是由其晶體結構決定的一組材料，在過去10年中一直是人們研究的熱點，最初用於太陽能電池，但新研究也用於發光二極體，具有良好的發光性能，易於製造。

博科園-科學科普：迄今為止，基於鈣鈦礦發光二極體的外部量子效率(以光形式發射的載流子比例)一直受到製造過程中材料中出現的缺陷限制，這些缺陷對載流子起著陷阱的作用，從而造成能量損失。處理缺陷的一種方法是添加被稱為「鈍化分子」的材料，這種材料與引起缺陷的原子相結合。研究人員此前發現了一種末端帶有氨基的分子，這種分子在性質上有一定的改善。

鈣鈦礦發光二極體外部量子效率達到創紀錄的21.6%。圖片：Thor Balkhed

然而，當他們選擇一種同樣含有氧原子的分子時，這種效果顯著增強。林雪平大學生物分子和有機電子學高級講師馮高(音譯)說：我們現在知道，是鈍化分子和鈣鈦礦材料之間的氫鍵造成了問題。他們發現的分子末端有兩個氨基，氧原子在它們之間的適當距離。氧原子降低了氨基的氫鍵能力，從而增加了它們與缺陷相互作用的可能性。鈣鈦礦中電荷載流子陷阱的數量顯著減少，使電荷載流子能夠有效地重新組合和發光。

徐衛東，林雪平大學實驗室研究員。圖片：Thor Balkhed

這種特殊鈣鈦礦材料在近紅外區域提供高效的發光二極體。近紅外發光二極體在醫療和電信應用中特別有用。相信新發現也可以應用於其他顏色的鈣鈦礦發光二極體。外部量子效率達到創紀錄的21.6%。生物分子和有機電子學部門博士後徐維東說：我們已經開發出鈣鈦礦材料中最好的發光二極體，還可以與基於有機材料的發光二極體競爭。

博科園-科學科普｜研究/來自: 林雪平大學

參考期刊文獻:《Nature Photonics》

DOI: 10.1038/s41566-019-0390-x

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