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鈣鈦礦在平板顯示器與固態(tài)照明中的創(chuàng)新突破
來源：
時間：2024-06-27 17:43:23
在當(dāng)今科技迅速發(fā)展的時代，平板顯示器和固態(tài)照明領(lǐng)域?qū)τ诟咝?、更明亮的發(fā)光材料的需求日益迫切。鈣鈦礦作為一種新興的材料，正逐漸展現(xiàn)出巨大的潛力。
在平板顯示器和固態(tài)照明的應(yīng)用場景中，對于更高效、更明亮的薄膜發(fā)光二極管（light-emitting diodes）的需求持續(xù)增長，這極大地推動了對三維（3D）鈣鈦礦的深入研究。這些材料展現(xiàn)出較高的電荷遷移率以及較低的量子效率下降（droop）現(xiàn)象，正因如此，它們成為實現(xiàn)具有增強亮度的高效LED的極具潛力的候選材料。
為提升LED的效率，關(guān)鍵在于在促進輻射復(fù)合的同時，將非輻射復(fù)合降至最低。多種鈍化策略已被運用于降低3D鈣鈦礦膜中的缺陷密度，使其接近單晶水平。然而，相對緩慢的輻射（雙分子）復(fù)合過程，致使3D鈣鈦礦的光致發(fā)光量子效率（photoluminescence quantum efficiencies，PLQEs）難以超過80%，導(dǎo)致LED器件的外部量子效率（external quantum efficiencies，EQEs）低于25%。
南京工業(yè)大學(xué)/福建師范大學(xué)的李夢夢（Mengmeng Li）、匡志遠(yuǎn)（Zhiyuan Kuang）、朱琳（Lin Zhu），黃維院士（Wei Huang）以及王建浦（Jianpu Wang）等人，與復(fù)旦大學(xué)的楊應(yīng)國（Yingguo Yang）等（一作），在《Nature》發(fā)表了重要研究成果，提出了一種雙添加劑結(jié)晶方法，成功塑造了高效的3D鈣鈦礦，實現(xiàn)了高達96%的光致發(fā)光量子效率（PLQE）。
這種方法有力地促進了四方相FAPbI3鈣鈦礦的形成，其以高激子結(jié)合能而著稱，有效地加快了輻射復(fù)合的進程。這一重大成果造就了具有32.0%記錄峰值外部量子效率（EQE）的鈣鈦礦LED，即便在100mAcm-2的高電流密度下，效率仍能保持在30.0%以上。這些發(fā)現(xiàn)為推動高效高亮度鈣鈦礦LED的發(fā)展，提供了極具價值的參考和啟示。
01 鈣鈦礦膜的制造過程和表征
02 雙添加鈣鈦礦LED的器件結(jié)構(gòu)和性能
03 鈣鈦礦膜的光學(xué)性質(zhì)
就現(xiàn)有的LED光效水平來說，由于輸入電能的約80%會轉(zhuǎn)化為熱量，并且LED晶片的面積較小，所以，晶片的散熱成為了LED封裝亟待解決的關(guān)鍵問題。這主要涵蓋了晶片的布局、封裝材料的選擇（包括基板材料、熱介面材料）與工藝、熱沉的設(shè)計等方面。
04 鈣鈦礦膜的結(jié)構(gòu)表
綜上所述，在平板顯示器和固態(tài)照明領(lǐng)域，鈣鈦礦的研究取得了顯著的進展。但未來仍需持續(xù)探索和創(chuàng)新，以進一步優(yōu)化其性能，解決現(xiàn)存的技術(shù)難題，從而推動鈣鈦礦在相關(guān)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為科技進步和人類生活帶來更多的便利和驚喜。
在平板顯示器和固態(tài)照明的應(yīng)用場景中，對于更高效、更明亮的薄膜發(fā)光二極管（light-emitting diodes）的需求持續(xù)增長，這極大地推動了對三維（3D）鈣鈦礦的深入研究。這些材料展現(xiàn)出較高的電荷遷移率以及較低的量子效率下降（droop）現(xiàn)象，正因如此，它們成為實現(xiàn)具有增強亮度的高效LED的極具潛力的候選材料。
為提升LED的效率，關(guān)鍵在于在促進輻射復(fù)合的同時，將非輻射復(fù)合降至最低。多種鈍化策略已被運用于降低3D鈣鈦礦膜中的缺陷密度，使其接近單晶水平。然而，相對緩慢的輻射（雙分子）復(fù)合過程，致使3D鈣鈦礦的光致發(fā)光量子效率（photoluminescence quantum efficiencies，PLQEs）難以超過80%，導(dǎo)致LED器件的外部量子效率（external quantum efficiencies，EQEs）低于25%。
南京工業(yè)大學(xué)/福建師范大學(xué)的李夢夢（Mengmeng Li）、匡志遠(yuǎn)（Zhiyuan Kuang）、朱琳（Lin Zhu），黃維院士（Wei Huang）以及王建浦（Jianpu Wang）等人，與復(fù)旦大學(xué)的楊應(yīng)國（Yingguo Yang）等（一作），在《Nature》發(fā)表了重要研究成果，提出了一種雙添加劑結(jié)晶方法，成功塑造了高效的3D鈣鈦礦，實現(xiàn)了高達96%的光致發(fā)光量子效率（PLQE）。
這種方法有力地促進了四方相FAPbI3鈣鈦礦的形成，其以高激子結(jié)合能而著稱，有效地加快了輻射復(fù)合的進程。這一重大成果造就了具有32.0%記錄峰值外部量子效率（EQE）的鈣鈦礦LED，即便在100mAcm-2的高電流密度下，效率仍能保持在30.0%以上。這些發(fā)現(xiàn)為推動高效高亮度鈣鈦礦LED的發(fā)展，提供了極具價值的參考和啟示。
01 鈣鈦礦膜的制造過程和表征
02 雙添加鈣鈦礦LED的器件結(jié)構(gòu)和性能
03 鈣鈦礦膜的光學(xué)性質(zhì)
就現(xiàn)有的LED光效水平來說，由于輸入電能的約80%會轉(zhuǎn)化為熱量，并且LED晶片的面積較小，所以，晶片的散熱成為了LED封裝亟待解決的關(guān)鍵問題。這主要涵蓋了晶片的布局、封裝材料的選擇（包括基板材料、熱介面材料）與工藝、熱沉的設(shè)計等方面。
04 鈣鈦礦膜的結(jié)構(gòu)表
綜上所述，在平板顯示器和固態(tài)照明領(lǐng)域，鈣鈦礦的研究取得了顯著的進展。但未來仍需持續(xù)探索和創(chuàng)新，以進一步優(yōu)化其性能，解決現(xiàn)存的技術(shù)難題，從而推動鈣鈦礦在相關(guān)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為科技進步和人類生活帶來更多的便利和驚喜。
