【儀表網 研發快訊】基于鈣鈦礦材料的發光二極管(PeLED)由于具有高發光效率、可調諧發光和良好色純度等電致發光特性，作為下一代高清全彩顯示技術展現出巨大潛力。對于近紅外、紅光和綠光PeLED，已經實現了超過20%的外量子效率(EQE)，而藍光PeLED的電致發光性能仍然不如同類的長波長器件，這嚴重阻礙了PeLED未來的商業化。構建準二維結構是目前調制鈣鈦礦寬帶隙發光和制造藍光PeLED最有效的解決方案。然而，準二維鈣鈦礦薄膜中不良的n相分布會導致發光效率低、發光峰寬、色純度差等問題。因此，精確調控準二維鈣鈦礦組分以獲得高純度的n相分布對于實現準二維藍光PeLED至關重要。
針對這一問題，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所發光學及應用國家重點實驗室的郭曉陽、呂營和劉星元研究團隊采用在綠光的準二維鈣鈦礦結構中進一步加入雙功能間隔配體2-溴乙胺氫溴酸鹽來實現純溴組分鈣鈦礦的寬帶隙藍光發射。通過間隔配體的氫鍵和鹵-鹵鍵相互作用來減小鈣鈦礦層之間的弱范德華間隙，有效提升能量轉移效率和降低非輻射復合損失，極大地增加了準二維鈣鈦礦的輻射復合效率。同時，利用混合間隔陽離子體系設計實現了連續且集中的n相分布，避免因不良相分布的問題影響電致發光效率的提升。最終，獲得的天藍光鈣鈦礦發光二極管在493nm處實現最大EQE為16.98%，同時器件也展現出了較好的運行穩定性。
這項工作為實現利用調控準二維相分布制備高效藍光鈣鈦礦發光二極管提供了簡單而有效的策略。相關結果以“Regulating the Continuous and Concentrated Distribution of Quasi-2D Perovskite Phases to Achieve Sky-Blue Light-Emitting Diodes with Efficiency Approaching 17%”為題發表在《Chemical Engineering Journal》(DOI：10.1016/j.cej.2024.148875)上。
本論文的第一作者是包志強在讀博士生，通訊作者是郭曉陽副研究員、宋麗博士和劉星元研究員。
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