5月8日消息,據媒體報道,,中國科學技術大學姚宏斌,、樊逢佳、林岳,、胡偉教授團隊近日取得重要科研突破,,成功揭示了純紅光鈣鈦礦LED的性能瓶頸機制,并開發(fā)出具有國際領先水平的高性能純紅光鈣鈦礦LED器件,。
金屬鹵化物鈣鈦礦作為新一代明星半導體材料,,因其優(yōu)異的載流子遷移率、高色彩純度和寬廣色域等特性,,在LED發(fā)光層材料領域展現(xiàn)出巨大潛力,。其中,純紅光鈣鈦礦LED作為顯示三基色之一,,被認為是未來高清顯示領域的關鍵技術,,但長期以來存在亮度與效率難以兼顧的技術難題。
研究團隊通過自主研發(fā)的電激發(fā)瞬態(tài)吸收光譜技術(EETA),,首次實現(xiàn)了對LED內部電子和空穴運動狀態(tài)的實時觀測,。這項被稱為"給LED拍片子"的創(chuàng)新技術揭示出:空穴泄漏到電子傳輸層是制約純紅光鈣鈦礦LED性能的關鍵因素。
針對這一發(fā)現(xiàn),,姚宏斌團隊創(chuàng)新性地提出了"三維鈣鈦礦異質結"材料結構設計,。通過在鈣鈦礦晶格中插入有機分子,團隊成功改變了發(fā)光層的晶體結構,,構建起能夠有效阻擋空穴泄漏的"寬帶隙能壘",。這一設計既實現(xiàn)了載流子的有效限域,又保持了材料的高遷移率特性,。研究過程中,,胡偉教授團隊負責理論結構分析,林岳教授團隊則通過球差電鏡對材料進行了充分驗證,。
基于這一創(chuàng)新設計,,團隊成功制備出性能卓越的純紅光鈣鈦礦LED器件。測試數據顯示:器件峰值外量子效率(EQE)達到24.2%,,與頂級OLED水平相當,;最大亮度為24600 cd/m2,,是此前報道的純紅光三維鈣鈦礦LED的三倍;在22670 cd/m2的高亮度下,,器件仍能保持超過10%的EQE,,展現(xiàn)出優(yōu)異的效率穩(wěn)定性。
這項研究成果不僅解決了純紅光鈣鈦礦LED領域的關鍵科學問題,,更展現(xiàn)了三維鈣鈦礦異質結材料在開發(fā)高效,、高亮度且穩(wěn)定鈣鈦礦LED方面的巨大應用潛力,為新一代顯示技術的發(fā)展開辟了新路徑,。