張淑凡 科技日報(bào)記者 吳長鋒
記者7日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉團(tuán)隊(duì)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)研究成果于北京時(shí)間5月7日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
研究團(tuán)隊(duì)主要解決了純紅光鈣鈦礦LED亮度提高時(shí)效率驟降的問題。他們自主研發(fā)出給LED“拍片子”的“黑科技”——電激發(fā)瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)（EETA），通過探測LED內(nèi)部的電子（負(fù)電）和空穴（正電），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(tuán)隊(duì)提出一種新的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——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(jī)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“水壩”——寬帶隙能壘，在實(shí)現(xiàn)載流子限域的同時(shí)，保持高遷移率。
研究團(tuán)隊(duì)基于三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)開發(fā)的純紅光鈣鈦礦LED具有國際領(lǐng)先水平的高性能：峰值外量子效率（EQE）達(dá)到24.2%，與頂級(jí)OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）水平相當(dāng)；最大亮度為24600坎德拉/平方米，相比之前報(bào)道的純紅光三維鈣鈦礦LED提升了3倍；并且器件展現(xiàn)出非常低的效率滾降——亮度為22670坎德拉/平方米時(shí)，器件依然具有超過10%的EQE。
