調(diào)控低維相組分實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦發(fā)光二極管

鈣鈦礦材料由于其優(yōu)異的半導(dǎo)體性質(zhì)在光電器件應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。但原位生長(zhǎng)的三維鈣鈦礦具有的低激子結(jié)合能，使得自由載流子容易被缺陷態(tài)捕獲，制約了其電致發(fā)光器件效率的提升。因此通過(guò)引入大的有機(jī)間隔陽(yáng)離子就可以得到具有高激子結(jié)合能的準(zhǔn)二維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，極大地提升電致發(fā)光效率，但準(zhǔn)二維鈣鈦礦中復(fù)雜的低維相分布問(wèn)題是抑制其效率進(jìn)一步提升的關(guān)鍵阻礙。

針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的郭曉陽(yáng)、呂營(yíng)和劉星元研究團(tuán)隊(duì)采用在三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中加入有機(jī)添加劑二乙基溴化銨實(shí)現(xiàn)了混合相鈣鈦礦發(fā)光薄膜的制備，并通過(guò)構(gòu)建二維/三維異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，有效地避免了低維相分布產(chǎn)生的光譜展寬和多峰發(fā)光問(wèn)題，顯著地提升鈣鈦礦發(fā)光器件性能。在二維/三維異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)作用下，制備的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦發(fā)光二極管外量子效率為9.6%，器件的最大亮度達(dá)到了32500 cd/m2。

這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)利用低維相組分來(lái)制備高效鈣鈦礦發(fā)光二極管提供了簡(jiǎn)單而有效的策略。相關(guān)結(jié)果以“ Morphology and Luminescence Regulation for CsPbBr3Perovskite Light-Emitting Diodes by Controlling Growth of Low-Dimensional Phases”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.2c17370）上。

本論文的第一作者是包志強(qiáng)博士，通訊作者是郭曉陽(yáng)副研究員、宋麗博士和劉星元研究員。

審核編輯：湯梓紅