近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉團隊通過給發(fā)光二極管(LED)“拍片子”，找到了純紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因，并成功制備出高性能純紅光鈣鈦礦LED。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

研究團隊主要解決了純紅光鈣鈦礦LED亮度提高時效率驟降的問題。他們自主研發(fā)出給LED“拍片子”的電激發(fā)瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)，通過探測LED內(nèi)部的電子和空穴，發(fā)現(xiàn)空穴泄漏到電子傳輸層是純紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因。

研究團隊提出一種新的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計——三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)，有效抑制了空穴泄漏。研究人員在鈣鈦礦晶格內(nèi)部插入有機分子，改變發(fā)光層晶體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了阻攔空穴離開發(fā)光層的寬帶隙能壘，在實現(xiàn)載流子限域的同時，保持高遷移率。

基于三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)開發(fā)的純紅光鈣鈦礦LED峰值外量子效率達到24.2%，與頂級有機發(fā)光二極管(OLED)水平相當;最大亮度為24600坎德拉/平方米，相比之前報道的純紅光三維鈣鈦礦LED提升了3倍。