壽命高達12500小時 中國科大制備出鈣鈦礦單晶LED

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中新社合肥3月3日電 (記者 吳蘭)記者3日從中國科學技術大學獲悉，該校物理學院肖正國教授研究組在制備高效穩定的鈣鈦礦單晶LED領域取得重要進展。

該研究團隊利用空間限制法生長出高質量、大面積、超薄的鈣鈦礦單晶，并首次制備出亮度超過86000坎德拉每平方米、壽命高達12500小時的鈣鈦礦單晶LED，向鈣鈦礦LED應用于人類照明邁出了重要一步。

相關成果2月27日發表于《自然-光子學》(Nature Photonics)。

金屬鹵化物鈣鈦礦因其發光波長可調、發光半峰寬窄、可低溫制備等特性，成為新一代LED顯示與照明材料。近年來，報道的絕大多數高效率鈣鈦礦LED器件的壽命在數百到數千小時不等，仍落后于有機LED。

離子移動、載流子注入不平衡、運行過程產生的焦耳熱等因素均會影響器件穩定性。此外，多晶鈣鈦礦器件中嚴重的俄歇復合也限制了器件的亮度。

針對這些難題，肖正國課題組利用空間限制法在襯底上原位生長鈣鈦礦單晶，再通過調控生長條件，引入有機胺和聚合物，有效提升了晶體質量，從而制備出高質量的鈣鈦礦薄單晶，最小厚度僅為1.5微米，表面粗糙程度小于0.6納米，內部熒光量子產率達到90%。以薄單晶作為發光層，研究人員制備出鈣鈦礦單晶LED器件，其外量子效率達到11.2%，亮度超過86000坎德拉每平方米，壽命高達12500小時。這也就意味著鈣鈦礦單晶LED初步達到商業化門檻，成為目前穩定性最好的鈣鈦礦LED器件之一。

審稿人評價該項工作：“該團隊提出了鈣鈦礦單晶LED這一創新性的概念，并克服了技術障礙，成功地建立了成熟的超薄鈣鈦礦單晶LED制備工藝，展現了鈣鈦礦單晶LED可行性以及優越的穩定性。”(完)