在林雪平大學的實驗室已經生產出高效的鈣鈦礦近紅外(nir)發(fā)光二極管。外部量子效率為21.6%，這是一個記錄。結果發(fā)表在nature photonics上。

這項工作由liu科學家feng gao領導，與中國，意大利，新加坡和瑞士的同事密切合作。

鈣鈦礦是由晶體結構定義的一組材料，并且在過去10年中一直是人們關注的焦點，最初是太陽能電池，最近也是發(fā)光二極管。它們具有良好的發(fā)光性能并且易于制造。迄今為止，基于鈣鈦礦的發(fā)光二極管的外部量子效率(作為光照射到所有進料到材料中的光的載流子的比率)受到制造過程中材料中出現的缺陷的限制。缺陷充當電荷載體的陷阱并因此導致能量損失。

處理缺陷的一種方法是添加稱為“鈍化分子”的材料，其與引起缺陷的原子結合。研究人員之前發(fā)現了一種在其末端具有氨基的分子，其性能得到了一定的改善。然而，當他們選擇也含有氧原子的分子時，效果顯著增加。

“我們現在明白，鈍化分子和鈣鈦礦材料之間的氫鍵會導致問題。這使我們能夠尋找一種非常適合鈍化的分子，”生物分子和有機電子部高級講師馮高說。林雪平大學。

他們發(fā)現的分子在其末端有兩個氨基，氧原子位于它們之間的適當距離。氧原子降低了氨基的氫鍵能力，因此增加了它們與缺陷相互作用的可能性。鈣鈦礦中電荷載流子的陷阱數量顯著減少，允許電荷載流子有效地重新組合和發(fā)光。

“這種特殊的鈣鈦礦材料在近紅外區(qū)域提供高效的發(fā)光二極管。近紅外發(fā)光二極管特別適用于醫(yī)療和電信應用。我們相信我們的新發(fā)現也可用于鈣鈦礦發(fā)光其他顏色的二極管，“馮高說。

外部量子效率創(chuàng)下21.6%的歷史新高。

“我們已開發(fā)出鈣鈦礦材料中最好的發(fā)光二極管。它們還可以與基于有機材料的發(fā)光二極管競爭，”liu生物分子和有機電子部門的博士后徐衛(wèi)東說。