科學家研製出長壽命鈣鈦礦白光發光二極體

2020-12-05 科學網

 

鄭州大學物理工程學院副教授史志鋒在新型鈣鈦礦量子點的穩定性提升及發光二極體（LED）研究方面取得新進展，研製出工作壽命超過500小時的鈣鈦礦白光LED。相關成果日前發表在《材料化學》上。

近年來，金屬滷化物鈣鈦礦量子點體系材料因其製備工藝簡單、螢光量子產率高、色域覆蓋範圍廣以及發光純度高等優點，引起了國內外研究人員的廣泛關注。目前基於鈣鈦礦量子點材料的紅、綠、藍光LED已可成功製備，在發光亮度、色純度和能耗等方面展現出明顯優勢，有望應用於大尺寸超清顯示和高端照明等領域。但迄今為止，銫鉛滷鈣鈦礦量子點的穩定性依然是一個亟待解決的科學難題，也是限制鈣鈦礦基發光器件走向應用的關鍵。

不同於以往報導的包覆策略，史志鋒等人基於室溫溶液技術進行了鹼金屬摻雜，成功實現了金屬鈉離子在銫鉛滷鈣鈦礦量子點中的替位摻雜，在增強材料結構穩定性的同時，也大幅提升了材料的螢光量子效率。

理論和實驗結果表明，低濃度的鈉摻入會有效替代鉛格位，一方面可以增加材料的光學帶隙，另一方面也提升了滷素陰離子在晶格中的擴散勢壘，有利於材料的穩定性改善。研究人員通過與商用紅光螢光粉混合構建了白光LED，器件展現出優良的工作穩定性，在未封裝情況下、連續工作500小時後，器件的發光效率可維持在最初值的85%以上，較未封裝的器件（30%）有大幅提升。

該成果為銫鉛滷鈣鈦礦量子點的穩定性提升研究及器件應用提供了新思路。（來源：中國科學報 宇天行）

相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b05362

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