在林雪平大學(xué)的實驗室已經(jīng)生產(chǎn)出高效的鈣鈦礦近紅外(nir)發(fā)光二極管。外部量子效率為21.6%,這是一個記錄。結(jié)果發(fā)表在nature photonics上。
這項工作由liu科學(xué)家feng gao領(lǐng)導(dǎo),與中國,意大利,新加坡和瑞士的同事密切合作。

鈣鈦礦是由晶體結(jié)構(gòu)定義的一組材料,并且在過去10年中一直是人們關(guān)注的焦點,最初是太陽能電池,最近也是發(fā)光二極管。它們具有良好的發(fā)光性能并且易于制造。迄今為止,基于鈣鈦礦的發(fā)光二極管的外部量子效率(作為光照射到所有進(jìn)料到材料中的光的載流子的比率)受到制造過程中材料中出現(xiàn)的缺陷的限制。缺陷充當(dāng)電荷載體的陷阱并因此導(dǎo)致能量損失。
處理缺陷的一種方法是添加稱為“鈍化分子”的材料,其與引起缺陷的原子結(jié)合。研究人員之前發(fā)現(xiàn)了一種在其末端具有氨基的分子,其性能得到了一定的改善。然而,當(dāng)他們選擇也含有氧原子的分子時,效果顯著增加。
“我們現(xiàn)在明白,鈍化分子和鈣鈦礦材料之間的氫鍵會導(dǎo)致問題。這使我們能夠?qū)ふ乙环N非常適合鈍化的分子,”生物分子和有機電子部高級講師馮高說。林雪平大學(xué)。
他們發(fā)現(xiàn)的分子在其末端有兩個氨基,氧原子位于它們之間的適當(dāng)距離。氧原子降低了氨基的氫鍵能力,因此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的陷阱數(shù)量顯著減少,允許電荷載流子有效地重新組合和發(fā)光。
“這種特殊的鈣鈦礦材料在近紅外區(qū)域提供高效的發(fā)光二極管。近紅外發(fā)光二極管特別適用于醫(yī)療和電信應(yīng)用。我們相信我們的新發(fā)現(xiàn)也可用于鈣鈦礦發(fā)光其他顏色的二極管,“馮高說。
外部量子效率創(chuàng)下21.6%的歷史新高。
“我們已開發(fā)出鈣鈦礦材料中最好的發(fā)光二極管。它們還可以與基于有機材料的發(fā)光二極管競爭,”liu生物分子和有機電子部門的博士后徐衛(wèi)東說。
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