記者13日從南京工業大學獲悉，中國科學院院士黃維和該校王建浦教授團隊將鈣鈦礦發光二極體（LED）外量子效率提高到20.7%，較國際同行提升近一半，成果近日在國際學術刊物《自然》正刊發表。
LED外量子效率
據研究主要完成人、南京工業大學先進材料研究院常務副院長王建浦介紹，目前平面結構的LED，尤其是有機發光二極體（OLED）的發光效率還比較低。為提高出光率，科學界一般採用光提取技術，但這種方法成本高、製備工藝複雜，往往還會改變LED的發光光譜和出光方向，影響發光效率。
鈣鈦礦是一種既能發電，還能發光的「明星」材料，具有製備成本低、螢光量子效率高、色純度高、顏色可調等特性。在黃維院士看來，製備出平整、覆蓋率高、無明顯孔洞的鈣鈦礦薄膜是實現高效率發光器件的基礎。南京工業大學科研團隊經數年研究，提出利用低溫溶液法設計鈣鈦礦發光層的新思路。
研究人員在鈣鈦礦前驅體溶液中加入一種胺基酸添加劑，使其自發形成一種鈣鈦礦發光層。「這種添加劑一方面可以和底層襯底結合形成一層有機絕緣層，另一方面可以誘導鈣鈦礦結晶，形成低缺陷密度的高質量晶體，從而實現高效率發光。」黃維說。
王建浦表示，用這種方法製備出的新型鈣鈦礦LED在多個關鍵指標上優於相近發光波段的OLED。由於鈣鈦礦LED兼具無機LED和有機發光二極體OLED的優勢，其能耗低、亮度高，容易製成超大面積的器件，在電視、智慧型手機、大尺寸戶外顯示屏、汽車與住宅照明等領域有著廣闊的應用前景。