“利用低溫溶液法，將鈣鈦礦LED外量子效率提高20.7％，較國際同行提升近一半。”日前，中科院院士黃維、南京工業大學海外人才緩沖基地（先進材料研究院）教授王建浦團隊在鈣鈦礦發光二極管方面取得的突破發表于《自然》雜志。
平面結構的LED發光效率較低，原因是除了20%~30%的光子能通過折射離開器件外，其他光子都被限制在器件中。研究人員發現，這種鈣鈦礦發光層是由分散的鈣鈦礦晶粒和嵌入在晶粒之間的一層8納米厚的低折射率有機絕緣層組成，并且這種結構可以進一步使器件頂電極形成高低起伏的褶皺結構，從而有效提升器件的出光效率。
研究人員在鈣鈦礦前驅體溶液中加入一種氨基酸添加劑，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。
王建浦介紹說，該研究可自組裝實現低缺陷、亞微米結構的鈣鈦礦薄膜，同時鈣鈦發光二極管外量子效率達20.7%，突破了之前獲得的13%外量子效率。實驗發現在8納米厚的有機層中鑲嵌著自發形成的亞微米級鈣鈦礦結構，有效避免了LED由于鈣鈦礦低覆蓋度造成的電流泄漏。這預示著鈣鈦礦LED在光源與顯示領域有著極其廣闊的應用前景。
相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0576-2
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