近日，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）研究領(lǐng)域取得了重大突破。這一突破的核心在于團(tuán)隊(duì)成功加快了輻射復(fù)合速率，從而顯著提高了熒光量子效率。這一技術(shù)的提升，使得鈣鈦礦LED的外量子效率首次突破了30%的大關(guān)，這一成就標(biāo)志著鈣鈦礦LED技術(shù)已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的水平。
這一研究成果的論文已經(jīng)在《自然》這一國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，這不僅是對(duì)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)工作的認(rèn)可，也是對(duì)我國(guó)在鈣鈦礦LED研究領(lǐng)域國(guó)際地位的提升。這一突破將為全球LED產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也為我國(guó)在這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的LED是一類新興的薄膜LED，具有加工工藝簡(jiǎn)便、高亮度高效率等特性，近年來(lái)在光電器件研究領(lǐng)域備受矚目，成為全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
近年來(lái)，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院、柔性電子國(guó)家基礎(chǔ)(前沿)科學(xué)中心首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士黃維和南京工業(yè)大學(xué)柔性電子(未來(lái)技術(shù))學(xué)院教授王建浦(現(xiàn)任常州大學(xué)副校長(zhǎng))領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在鈣鈦礦LED研究方面取得一系列創(chuàng)新成果。
鈣鈦礦發(fā)光材料有三維、低維之分，其中三維鈣鈦礦最有潛力實(shí)現(xiàn)高亮度下的高效率發(fā)光，對(duì)未來(lái)發(fā)光顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化意義重大。然而，三維鈣鈦礦LED外量子效率普遍停留在20%左右，整體性能提升遭遇瓶頸。
為解決三維鈣鈦礦材料熒光量子效率提升這一世界性難題，該團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，創(chuàng)造性地提出了一種通過(guò)調(diào)控晶體生長(zhǎng)的方法，以生成輻射復(fù)合速率更快的鈣鈦礦晶相，從而顯著提高了熒光量子效率的新工藝。
“團(tuán)隊(duì)運(yùn)用這一創(chuàng)新性方法成功地保持了三維鈣鈦礦的亞微米結(jié)構(gòu)，使得器件的光提取效率不受影響，達(dá)到了雙管齊下的效果。由此實(shí)現(xiàn)了96%的熒光量子效率和32%的光提取效率，并進(jìn)一步制備出外量子效率超過(guò)30%的高效鈣鈦礦LED?！蓖踅ㄆ纸淌诮榻B說(shuō)。
談及鈣鈦礦LED的發(fā)展，黃維院士表示，“這一重大突破進(jìn)一步彰顯了基于鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的薄膜LED技術(shù)的巨大潛力，必將推動(dòng)基于鈣鈦礦LED的顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐。同時(shí)，預(yù)示著其在高效綠色照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景?！?/span>
鈣鈦礦材料因其獨(dú)特的光電性質(zhì)，在LED領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，鈣鈦礦LED的效率一直是制約其商業(yè)化的關(guān)鍵因素。此次我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的成果，不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，也為鈣鈦礦LED的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。
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