科學(xué)家成功研制出新型鈣鈦礦發(fā)光二極管，既高效又穩(wěn)定

（文章來(lái)源：環(huán)球創(chuàng)新智慧）

據(jù)瑞典林雪平大學(xué)官網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，該校研究人員與英國(guó)、中國(guó)以及捷克共和國(guó)的同事們合作開(kāi)發(fā)出一款既高效又長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的鈣鈦礦發(fā)光二極管。

鈣鈦礦是引起全世界科學(xué)家興趣的一大類(lèi)半導(dǎo)體材料。它們獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，使它們具有卓越的光學(xué)以及電子特性，并且制造起來(lái)既簡(jiǎn)單又便宜。雖然大部分進(jìn)展都是在研究太陽(yáng)能電池中使用鈣鈦礦所取得的，但是它們也非常適合制造LED。

近年來(lái)，鈣鈦礦LED的效率顯著提升，而且不久將達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的效率。然而，它們并不是特別穩(wěn)定，這意味著目前無(wú)法投入實(shí)際應(yīng)用。

近日，瑞典林雪平大學(xué)的研究人員與英國(guó)、中國(guó)以及捷克共和國(guó)的同事們合作開(kāi)發(fā)出一款既高效又長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的鈣鈦礦發(fā)光二極管。研究成果發(fā)表在《自然通信（Nature Communications）》期刊上。林雪平大學(xué)生物分子與有機(jī)電子部門(mén)的負(fù)責(zé)人 Feng Gao 教授表示：“鈣鈦礦基發(fā)光二極管對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)還不足夠穩(wěn)定，但是我們已經(jīng)讓它們向著這個(gè)目標(biāo)邁進(jìn)了一步?！?/p>

林雪平大學(xué)生物分子與有機(jī)電子部門(mén)的研究員、與 Feng Gao 同為這篇論文主要作者的 Xiao-Ke LiU 表示：“還有許多工作要做。目前，大部分的鈣鈦礦LED要么效率低，要么器件穩(wěn)定性差?！?/p>

許多科研小組都試圖擺脫這一困境，然而卻沒(méi)有取得顯著的成功。近日，瑞典林雪平大學(xué)的研究人員與英國(guó)、中國(guó)和捷克共和國(guó)的同事們找到了一條前進(jìn)的道路。他們采用了一種由鉛、碘和有機(jī)物甲脒組成的鈣鈦礦，然后將這種鈣鈦礦嵌入到一種有機(jī)分子基體中，形成一種復(fù)合薄膜。

生物分子與有機(jī)電子部門(mén)的博士生 Heyong Wang 表示：“這種分子的末端含有兩個(gè)氨基，幫助其他物質(zhì)形成一種優(yōu)質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，這就是鈣鈦礦的特征，使晶體穩(wěn)定?！?/p>

這種新型復(fù)合薄膜使得研究小組能夠開(kāi)發(fā)出效率達(dá)17.3%的LED，半衰期很長(zhǎng)，大約100小時(shí)。這種含有鉛和鹵素（在這個(gè)案例中是碘）的鈣鈦礦，具有最佳的發(fā)光特性。Feng Gao 表示：“我們很想去掉鉛。目前，我們還有找到一個(gè)很好的辦法，但是我們正在努力?！?/p>

下一步就是測(cè)試不同的鈣鈦礦與有機(jī)分子的組合，并詳細(xì)了解成核和結(jié)晶過(guò)程是如何發(fā)生的。不同的鈣鈦礦賦予光線不同的波長(zhǎng)，這是實(shí)現(xiàn)白光LED這一長(zhǎng)期目標(biāo)的必要條件。
（責(zé)任編輯：fqj）