金屬鹵化物鈣鈦礦是下一代發(fā)光二極管（LED）的有前景的發(fā)光材料候選者。在純紅色鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）中同時實現(xiàn)高亮度和高效率是一個持續(xù)追求的目標(biāo)。三維CsPbI3-xBrx發(fā)射體具有出色的載流子傳輸能力和高色純度，這能夠?qū)崿F(xiàn)高效且超亮的純紅色 PeLED。然而，這類器件容易出現(xiàn)效率滾降現(xiàn)象，導(dǎo)致在高電流密度下效率低且亮度低。
5 月 7 日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉，中國科學(xué)院上海高等研究院鄭官豪杰作為共同通訊作者，在Nature期刊發(fā)表了題為：Intragrain 3D perovskite heterostructure for high-performance pure-red perovskite LEDs的研究論文。
該研究揭示了純紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）性能瓶頸的原因，進而成功制備出高性能的純紅光鈣鈦礦LED。
在這項最新研究中，研究團隊通過采用電激發(fā)瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)（EETA），發(fā)現(xiàn)效率滾降是由空穴泄漏所導(dǎo)致的。在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究團隊開發(fā)了一種含窄帶隙發(fā)射體和寬帶隙勢壘的CsPbI3-xBrx內(nèi)晶粒異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以限制注入的載流子。通過將強鍵合分子引入到[PbX6]4框架中，從而在三維的CsPbI3-xBrx晶格中引入了寬帶隙勢壘。
這種策略造就了明亮且高效的純紅色鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED），其亮度高達 24600 坎德拉/平方米，相比之前報道的純紅光三維鈣鈦礦 LED 提升了 3 倍；峰值外量子效率（EQE）為 24.2%，與頂級 OLED（有機發(fā)光二極管）水平相當(dāng)，效率衰減低，在 22670 坎德拉/平方米的高亮度下仍能保持 10.5% 的外量子效率。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08867-6
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