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刷新溶液法 LED 記錄,浙大研制 116 萬(wàn)尼特超亮鈣鈦礦 LED、成果登《自然》

字體變大  字體變小 發(fā)布日期:2024-09-18  瀏覽次數(shù):1592
核心提示: 在可控?fù)诫s的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)研制出具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦 LED,并創(chuàng)造了溶液法 LED 的高亮紀(jì)錄,達(dá)到了 116 萬(wàn)尼特。
 9 月 13 日消息,浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子摻雜,實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦半導(dǎo)體從 n 型到 p 型的連續(xù)轉(zhuǎn)變,同時(shí)可以保持極高的發(fā)光性能。

  在可控?fù)诫s的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)研制出具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦 LED,并創(chuàng)造了溶液法 LED 的高亮紀(jì)錄,達(dá)到了 116 萬(wàn)尼特。

  “摻雜”是半導(dǎo)體領(lǐng)域的基礎(chǔ)概念。半導(dǎo)體材料之所以如此廣泛應(yīng)用于電子技術(shù),關(guān)鍵在于它們可以通過(guò)摻雜實(shí)現(xiàn) p 型和 n 型兩種不同的導(dǎo)電特性。對(duì)于傳統(tǒng)半導(dǎo)體而言,通過(guò)“摻雜”,即在晶格中引入雜質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其電學(xué)性質(zhì)的有效控制。

  鈣鈦礦鹵化物是一種新型半導(dǎo)體,在太陽(yáng)能電池、LED 和激光器等器件中表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能,且易于低成本制備,在近年來(lái)得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。但由于其結(jié)構(gòu)和成分較為復(fù)雜,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其電學(xué)特性的精確調(diào)控是領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)。

  團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn),4PACz 這種實(shí)驗(yàn)室里非常常見的材料,由于它具有強(qiáng)烈的吸電子能力,當(dāng)作為摻雜劑引入鈣鈦礦半導(dǎo)體時(shí),可以有效地將原本是 n 型的鈣鈦礦轉(zhuǎn)變?yōu)?p 型。同時(shí),在引入摻雜后,鈣鈦礦半導(dǎo)體仍然保持著很高的熒光效率。此外團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)了適用于鈣鈦礦的 n 型摻雜劑。

  通過(guò)可控?fù)诫s技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)成功制備出不包含空穴傳輸層且性能優(yōu)異的鈣鈦礦 LED。與此同時(shí),與常規(guī) LED 相比它還顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。

  引入 4PACz 摻雜制備的 p 型鈣鈦礦 LED,不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且實(shí)現(xiàn)了 116 萬(wàn) cd / m (116 萬(wàn)尼特)的最高亮度,以及 28.4% 的外量子效率和 23.1% 的能量轉(zhuǎn)換效率。

  浙江大學(xué) 2020 級(jí)博士生熊文濤介紹,“這些器件的超高亮度刷新了溶液法 LED(包括 OLED、量子點(diǎn) LED 和鈣鈦礦 LED)的記錄,其能量轉(zhuǎn)換效率為可見光鈣鈦礦 LED 的最高水平。”

 
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