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近日，我國科研團(tuán)隊(duì)再次展現(xiàn)了他們強(qiáng)大的創(chuàng)新實(shí)力。由西北工業(yè)大學(xué)黃維院士和常州大學(xué)王建浦教授帶領(lǐng)的IAM團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管(LED)領(lǐng)域再次取得重大突破。他們利用加快輻射復(fù)合速率，顯著提高熒光量子效率，使鈣鈦礦LED外量子效率突破30%大關(guān)。相關(guān)成果發(fā)布在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature（《自然》）上。

鈣鈦礦LED即鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的LED，它是一類新興的薄膜LED，具有加工工藝簡便，高亮度高效率等特性，近年來在光電器件研究領(lǐng)域備受矚目，成為全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)競爭的焦點(diǎn)。

鈣鈦礦發(fā)光材料有三維、低維之分，其中三維鈣鈦礦最有潛力實(shí)現(xiàn)高亮度下的高效率發(fā)光，對(duì)未來發(fā)光顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化意義重大。然而，三維鈣鈦礦LED外量子效率普遍停留在20%左右，整體性能提升遭遇瓶頸。

為解決三維鈣鈦礦材料熒光量子效率提升這一世界性難題，該科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了一種通過調(diào)控晶體生長的方法，以生產(chǎn)輻射復(fù)合速率更快的鈣鈦礦晶體，從而顯著提高了熒光量子效率的新工藝。

“團(tuán)隊(duì)運(yùn)用這一創(chuàng)新性方法成功地保持了三維鈣鈦礦的亞微米結(jié)構(gòu)，使得器件的光提取效率不受影響，達(dá)到了雙管齊下的效果。由此實(shí)現(xiàn)了96%的熒光量子效率和32%的光提取效率，并進(jìn)一步制備出外量子效率超過30%的高效鈣鈦礦LED。”王建浦教授介紹說。

談及鈣鈦礦LED的發(fā)展，黃維院士表示，“這一重大突破進(jìn)一步彰顯了基于鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的薄膜LED技術(shù)的巨大潛力，必將推動(dòng)基于鈣鈦礦LED的顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐。同時(shí)，預(yù)示著其在高效綠色照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。”

我國科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦二極管研究方面取得巨大突破，不僅為我國半導(dǎo)體材料領(lǐng)域贏得了國際聲譽(yù)，同時(shí)也為LCD顯示技術(shù)的革新提供新思路。相信在不久的將來，鈣鈦礦二極管與LCD顯示技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出更加高效、節(jié)能、環(huán)保的新型顯示產(chǎn)品；推動(dòng)LCD顯示技術(shù)的升級(jí)換代，給消費(fèi)者帶來更加優(yōu)質(zhì)的視覺體驗(yàn)。

參考資料:

1.西北工業(yè)大學(xué)，重大突破！西安發(fā)布 2024-05-31

2.我國科研團(tuán)隊(duì)鈣鈦礦發(fā)光二極管研究取得重大突破 新華社 2024-05-30