突破瓶頸！超長(zhǎng)壽命的鈣鈦礦LED在浙大誕生
鈣鈦礦發(fā)光二極管(鈣鈦礦LED)是在顯示、照明、通訊等領(lǐng)域極具潛力的新一代發(fā)光技術(shù)。鈣鈦礦LED制備成本低，且技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著：它具備與OLED類(lèi)似的輕薄、柔性等特點(diǎn)，也具有與III-V族半導(dǎo)體LED相似的色純度與光譜可調(diào)性。僅經(jīng)過(guò)短短數(shù)年的發(fā)展，鈣鈦礦LED的效率就已可與成熟的發(fā)光技術(shù)媲美。然而，與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池類(lèi)似，鈣鈦礦LED的不穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)。目前高性能鈣鈦礦LED的壽命一般在10-100小時(shí)量級(jí)。而OLED技術(shù)步入產(chǎn)業(yè)化所需的壽命至少為10000小時(shí)。此方向面臨重大挑戰(zhàn)，因?yàn)殁}鈦礦半導(dǎo)體可能是本征不穩(wěn)定的：它的晶體結(jié)構(gòu)具有顯著的離子特性，而離子在LED外加電場(chǎng)作用下容易移動(dòng)，從而造成材料降解。 l+V,DCE
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最近，浙江大學(xué)光電學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、海寧國(guó)際校區(qū)先進(jìn)光子學(xué)國(guó)際研究中心的狄大衛(wèi)教授與趙保丹研究員團(tuán)隊(duì)，在此方向取得了重要突破。他們利用一種雙極性分子穩(wěn)定劑，在鈣鈦礦LED中實(shí)現(xiàn)了可滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要的超長(zhǎng)工作壽命。論文的通訊作者是狄大衛(wèi)教授與趙保丹研究員，第一作者是浙江大學(xué)碩士生郭兵兵。合作者包括廈門(mén)大學(xué)李澄教授團(tuán)隊(duì)、浙江大學(xué)洪子健教授團(tuán)隊(duì)、南京航空航天大學(xué)李偉偉教授團(tuán)隊(duì)等。相關(guān)研究論文“Ultrastable near-infrared perovskite light-emitting diodes”于8月8日發(fā)表于Nature Photonics期刊(Guo et al, Nat. Photon. (2022), doi:10.1038/s41566-022-01046-3)。 `-`q dda
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鈣鈦礦LED器件結(jié)構(gòu)(左上圖)；雙極性分子穩(wěn)定劑SFB10的化學(xué)式(左下圖); 器件T50壽命與輻亮度的關(guān)系(右圖)。 “這些鈣鈦礦LED在5 mA/cm2 的恒定電流驅(qū)動(dòng)下，連續(xù)5個(gè)月(3600小時(shí))沒(méi)有出現(xiàn)亮度下降。”狄大衛(wèi)說(shuō)，“這非常令人振奮，超越了對(duì)鈣鈦礦LED的認(rèn)知。這些器件非常穩(wěn)定，仍在進(jìn)行的一些測(cè)試看來(lái)難以在一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間結(jié)束。為了在一個(gè)較為合理的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)獲得壽命數(shù)據(jù)，需要開(kāi)展LED加速老化實(shí)驗(yàn)。” YCe7<3>
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