調控低維相組分實現(xiàn)高效鈣鈦礦發(fā)光二極管

鈣鈦礦材料由于其優(yōu)異的半導體性質在光電器件應用領域得到了廣泛的關注。但原位生長的三維鈣鈦礦具有的低激子結合能，使得自由載流子容易被缺陷態(tài)捕獲，制約了其電致發(fā)光器件效率的提升。因此通過引入大的有機間隔陽離子就可以得到具有高激子結合能的準二維鈣鈦礦結構，極大地提升電致發(fā)光效率，但準二維鈣鈦礦中復雜的低維相分布問題是抑制其效率進一步提升的關鍵阻礙。

針對這一問題，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所發(fā)光學及應用國家重點實驗室的郭曉陽、呂營和劉星元研究團隊采用在三維鈣鈦礦結構中加入有機添加劑二乙基溴化銨實現(xiàn)了混合相鈣鈦礦發(fā)光薄膜的制備，并通過構建二維/三維異質結鈣鈦礦結構，有效地避免了低維相分布產生的光譜展寬和多峰發(fā)光問題，顯著地提升鈣鈦礦發(fā)光器件性能。在二維/三維異質結結構作用下，制備的全無機鈣鈦礦發(fā)光二極管外量子效率為9.6%，器件的最大亮度達到了32500 cd/m2。

這項工作為實現(xiàn)利用低維相組分來制備高效鈣鈦礦發(fā)光二極管提供了簡單而有效的策略。相關結果以“ Morphology and Luminescence Regulation for CsPbBr3Perovskite Light-Emitting Diodes by Controlling Growth of Low-Dimensional Phases”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.2c17370）上。

本論文的第一作者是包志強博士，通訊作者是郭曉陽副研究員、宋麗博士和劉星元研究員。

審核編輯：湯梓紅