中日法聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)將鈣鈦礦LED發(fā)光效率提高約4倍

2019-12-20

        據(jù)九州大學(xué)官網(wǎng)報(bào)道，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所秦川江（音）教授和九州大學(xué)安達(dá)千波矢教授以及京都大學(xué)、法國(guó)索邦大學(xué)等單位的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，通過選擇合適的有機(jī)材料，將鈣鈦礦LED的發(fā)光效率提高了約4倍。

        鈣鈦礦薄膜制作相對(duì)簡(jiǎn)單，并且能夠發(fā)出色純度高的光，因此有望應(yīng)用于開發(fā)低成本、高色純度的下一代顯示器。鈣鈦礦LED的發(fā)光材料由金屬鹵化物和有機(jī)胺構(gòu)成，呈現(xiàn)準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)。其中的電子和空穴重新結(jié)合后，所形成的單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)呈1：3的比例。

        研究人員發(fā)現(xiàn)，如果其中的有機(jī)胺成份不合適，比如為萘胺的情況下，由于萘胺的三重激發(fā)態(tài)能級(jí)比準(zhǔn)二維鈣鈦礦的三重激發(fā)態(tài)能級(jí)低，就會(huì)使得準(zhǔn)二維鈣鈦礦中形成的三重激發(fā)態(tài)能量向萘胺移動(dòng)并消失，結(jié)果只剩下單重激發(fā)態(tài)，即只剩下原有激發(fā)態(tài)總數(shù)的1/4。當(dāng)使用苯胺作為有機(jī)胺時(shí)，因?yàn)槟芗?jí)高的三重激發(fā)態(tài)不會(huì)向苯胺進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，所以擬二維鈣鈦礦的三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)能量可以用來發(fā)光。這就使得發(fā)光效率可以提高到先前的4倍。

        本項(xiàng)研究闡明了三重態(tài)激發(fā)態(tài)的物理機(jī)理，不僅將對(duì)顯示器產(chǎn)業(yè)帶來深遠(yuǎn)影響，而且還將可能提高鈣鈦礦激光器的振蕩特性，為醫(yī)療和通信領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

來源：科技部