基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管(PeLED)由于具有高發(fā)光效率、可調(diào)諧發(fā)光和良好色純度等電致發(fā)光特性，作為下一代高清全彩顯示技術(shù)展現(xiàn)出巨大潛力。對(duì)于近紅外、紅光和綠光PeLED，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)20%的外量子效率(EQE)，而藍(lán)光PeLED的電致發(fā)光性能仍然不如同類(lèi)的長(zhǎng)波長(zhǎng)器件，這嚴(yán)重阻礙了PeLED未來(lái)的商業(yè)化。構(gòu)建準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)是目前調(diào)制鈣鈦礦寬帶隙發(fā)光和制造藍(lán)光PeLED最有效的解決方案。然而，準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中不良的n相分布會(huì)導(dǎo)致發(fā)光效率低、發(fā)光峰寬、色純度差等問(wèn)題。因此，精確調(diào)控準(zhǔn)二維鈣鈦礦組分以獲得高純度的n相分布對(duì)于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)二維藍(lán)光PeLED至關(guān)重要。
 

　　針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的郭曉陽(yáng)、呂營(yíng)和劉星元研究團(tuán)隊(duì)采用在綠光的準(zhǔn)二維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加入雙功能間隔配體2-溴乙胺氫溴酸鹽來(lái)實(shí)現(xiàn)純溴組分鈣鈦礦的寬帶隙藍(lán)光發(fā)射。通過(guò)間隔配體的氫鍵和鹵-鹵鍵相互作用來(lái)減小鈣鈦礦層之間的弱范德華間隙，有效提升能量轉(zhuǎn)移效率和降低非輻射復(fù)合損失，極大地增加了準(zhǔn)二維鈣鈦礦的輻射復(fù)合效率。同時(shí)，利用混合間隔陽(yáng)離子體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)且集中的n相分布，避免因不良相分布的問(wèn)題影響電致發(fā)光效率的提升。最終，獲得的天藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光二極管在493nm處實(shí)現(xiàn)最大EQE為16.98%，同時(shí)器件也展現(xiàn)出了較好的運(yùn)行穩(wěn)定性。
 

　　這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)利用調(diào)控準(zhǔn)二維相分布制備高效藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光二極管提供了簡(jiǎn)單而有效的策略。相關(guān)結(jié)果以“Regulating?the?Continuous?and?Concentrated?Distribution?of?Quasi-2D?Perovskite?Phases?to?Achieve　Sky-Blue?Light-Emitting?Diodes?with?Efficiency?Approaching?17%”為題發(fā)表在《Chemical　Engineering　Journal》(DOI：10.1016/j.cej.2024.148875)上。
 

　　本論文的第一作者是包志強(qiáng)在讀博士生，通訊作者是郭曉陽(yáng)副研究員、宋麗博士和劉星元研究員。