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新華社西安5月30日電(記者許祖華)近日,我國科研團隊在鈣鈦礦發(fā)光二極管(LED)研究領(lǐng)域取得重大突破。通過加快輻射復(fù)合速率,顯著提高熒光量子效率,使鈣鈦礦LED外量子效率突破30%大關(guān),接近實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化水平。相關(guān)研究成果的論文日前在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的LED是一類新興的薄膜LED,具有加工工藝簡便、高亮度高效率等特性,近年來在光電器件研究領(lǐng)域備受矚目,成為全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)競爭的焦點。

近年來,西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院、柔性電子國家基礎(chǔ)(前沿)科學(xué)中心首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士黃維和南京工業(yè)大學(xué)柔性電子(未來技術(shù))學(xué)院教授王建浦(現(xiàn)任常州大學(xué)副校長)領(lǐng)銜的創(chuàng)新團隊,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現(xiàn)高亮度下的高效率發(fā)光,對未來發(fā)光顯示技術(shù)實現(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,該團隊另辟蹊徑,創(chuàng)造性地提出了一種通過調(diào)控晶體生長的方法,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。

“團隊運用這一創(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。由此實現(xiàn)了96%的熒光量子效率和32%的光提取效率,并進一步制備出外量子效率超過30%的高效鈣鈦礦LED。”王建浦教授介紹說。

談及鈣鈦礦LED的發(fā)展,黃維院士表示,“這一重大突破進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,必將推動基于鈣鈦礦LED的顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐。同時,預(yù)示著其在高效綠色照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。”

責(zé)任編輯:趙睿

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