中国科大突破三维钙钛矿异质结技术,纯红光LED效率亮度双创国际新高
中国科学技术大学科研团队近期在新型显示技术领域取得重要突破。研究团队通过自主研发的电激发瞬态吸收光谱技术,首次揭示了制约纯红光钙钛矿发光二极管(LED)性能的核心问题——在亮度提升过程中,空穴载流子会异常泄漏至电子传输层,导致发光效率急剧下降。这一发现为后续技术突破提供了关键理论依据。
针对该技术瓶颈,研究团队创新性地提出三维钙钛矿异质结材料结构设计。通过在钙钛矿晶格中精准插入特殊有机分子,成功构建起能够阻挡空穴流失的"宽带隙能垒"。这种独特的结构设计既实现了载流子的有效约束,又保持了材料固有的高迁移率特性。借助球差电镜等先进表征手段,研究团队从原子层面验证了新型材料结构的可靠性。

实验数据显示,基于该技术制备的纯红光钙钛矿LED展现出多项国际领先指标:外量子效率峰值达到24.2%,与当前顶级OLED产品持平;最高亮度突破24600坎德拉/平方米,较同类三维钙钛矿器件提升三倍;在维持22670坎德拉/平方米高亮度时,仍能保持10%以上的发光效率。这些性能参数标志着该技术在高效能显示器件领域的重大突破。
作为新一代半导体材料,金属卤化物钙钛矿因其出色的载流子迁移率和色彩表现力,被视为未来超高清显示的核心材料。纯红光器件作为三基色显示体系的重要组成部分,其性能突破为全彩钙钛矿显示技术的商业化应用扫清了关键障碍。研究团队表示,这项成果不仅验证了三维异质结结构的应用潜力,也为开发更稳定、更高效的钙钛矿发光器件提供了新方向。
该研究成果已发表于国际权威期刊《自然》,由中国科大姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡伟教授团队联合攻关完成。从基础理论突破到器件结构创新,研究过程体现了多学科交叉融合的优势,为后续产学研协同创新奠定了重要基础。随着相关技术的持续优化,这项突破有望推动我国在新型显示技术领域占据更有利的竞争位置。
