近日，依托南京工業(yè)大學建設(shè)的柔性電子全國重點實驗室培訓建設(shè)點，在科技前沿取得了長足進展。在鈣鈦礦發(fā)光二極管管中，柔性電子學院黃維教授、王建浦教授、朱琳副教授合作。(LED)研究領(lǐng)域取得了重大突破:利用加速輻射復合速度，明顯提高了光量子效率，使鈣鈦礦LED外量子效率超過30%，接近產(chǎn)業(yè)化水平。近日，相關(guān)成果以“Acceleration of radiative recombination for efficient perovskite LEDs“問題發(fā)表在Nature(自然)國際頂級學術(shù)期刊上。本文第一作者及通信作者單位為南京工業(yè)大學柔性電子(未來技術(shù))學院。

大家都知道，發(fā)光二極管(LED)它是新型顯示領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)，在高端制造業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，是新產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)和新生產(chǎn)力的典型代表。薄膜LED技術(shù)是一種核心技術(shù)，可以在任何基礎(chǔ)(包括軟基礎(chǔ))中大規(guī)模制備LED設(shè)備，也是目前主流手機顯示屏制造中廣泛采用的先進技術(shù)。隨著全球新顯示產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，科技行業(yè)對成本更低、亮度更高、光效更好的高性能薄膜LED進行了更深入的研發(fā)，不斷挑戰(zhàn)極限。LED是一種以鈣鈦礦半導體材料為基礎(chǔ)的新型薄膜LED技術(shù)，具有加工工藝簡單、亮度高、效率高等特點。近年來，鈣鈦礦LED技術(shù)在光電設(shè)備研究領(lǐng)域備受關(guān)注，正在孕育顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)，成為全球新的亮點與顯示技術(shù)殘酷競爭的焦點。

鈣鈦礦的光學材料可分為三維和低維，其中三維鈣鈦礦最有可能在高亮度下實現(xiàn)高效發(fā)光，這對于實現(xiàn)未來發(fā)光顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化極為重要。但近年來，三維鈣鈦礦的LED外量子效率普遍停留在20%左右，整體性能提升遇到瓶頸。

為了解決這個問題，團隊采取了不同的方法，創(chuàng)造性地提出了一種通過調(diào)節(jié)晶體生長的方法來生成輻射復合速度更快的鈣鈦晶相，從而顯著提高了瑩光量子的效率。與此同時，團隊巧妙地運用了這種創(chuàng)新方法，成功地保持了3D鈣鈦礦的亞微米結(jié)構(gòu)，使設(shè)備的光提取效率不受影響，同時達到了效果。這項研究完成了96%的熒光量子效率和30%以上的光提取效率，進一步準備了高效鈣鈦礦LED，其外量子效率達到32%，再次創(chuàng)造了鈣鈦礦LED發(fā)光效率的世界紀錄。

在國家重點R&D計劃、國家基礎(chǔ)科學中心等科研項目的長期支持下，本研究成果與福建師范大學(海峽創(chuàng)新實驗室)聯(lián)合。、國內(nèi)柔性電子領(lǐng)域多家優(yōu)勢單位，如復旦大學、浙江大學、中山大學、常州大學、澳門大學等，共同攻關(guān)。

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