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中國科學(xue)(xue)技術大學(xue)(xue)姚宏斌、樊(fan)逢佳(jia)、林岳、胡偉團(tuan)隊通過(guo)給(gei)發(fa)光二極管（LED）“拍片子”，找到了純紅(hong)鈣鈦礦(kuang)(kuang)LED性(xing)(xing)能瓶(ping)頸(jing)的(de)原因，并成功(gong)制備(bei)出高性(xing)(xing)能純紅(hong)光鈣鈦礦(kuang)(kuang)LED。相關研(yan)究成果于北京時間5月7日在(zai)線發(fa)表在(zai)國際學(xue)(xue)術期刊《自然》（Nature）。

鈣鈦(tai)礦三維異質(zhi)結抑制(zhi)LED中(zhong)空穴(xue)泄漏卡通示(shi)意圖

金(jin)屬鹵化物鈣鈦礦(kuang)是新一代明(ming)星半導(dao)體材料(liao)，作為LED中的發光(guang)層材料(liao)，具有載流子遷移率高、色彩純度高、色域廣(guang)等(deng)(deng)優勢。純紅光(guang)鈣鈦礦(kuang)LED作為三基色之一的光(guang)源，在未來高清(qing)顯(xian)示(shi)領(ling)域極(ji)具潛力(li)，應用前(qian)景光(guang)明(ming)，但目前(qian)存在亮度與效率難以兼顧等(deng)(deng)研究難點(dian)。

中國科大(da)研究團隊主要解決了(le)純紅光鈣鈦礦LED亮(liang)度(du)提高時效率(lv)驟降的問題。

樊逢佳(jia)團隊(dui)自主研發的(de)給(gei)LED“拍片子(zi)”的(de)“黑科(ke)技”——電(dian)激發瞬態吸收光譜技術(shu)（EETA），探測LED內(nei)部的(de)電(dian)子(zi)（負電(dian)）和空穴（正電(dian)），發現空穴泄漏到(dao)電(dian)子(zi)傳輸(shu)層是純(chun)紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸的(de)原因。

姚宏斌(bin)團(tuan)隊提出一(yi)種新的(de)(de)材料結構(gou)設(she)計——“三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦異質結”有(you)效抑(yi)制了(le)空穴(xue)(xue)泄(xie)漏。團(tuan)隊在鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦晶(jing)格內部插入(ru)有(you)機分(fen)子，改變發光(guang)層晶(jing)體結構(gou)，構(gou)建了(le)阻攔(lan)空穴(xue)(xue)離開(kai)發光(guang)層的(de)(de)“水壩”——“寬帶隙能壘”，在實現載流子限(xian)域的(de)(de)同時(shi)，保持高遷移率(lv)。姚宏斌(bin)教授聯合胡偉(wei)教授對這(zhe)一(yi)創新型設(she)計進行了(le)理(li)論結構(gou)分(fen)析，林岳教授則利(li)用球差電鏡充(chong)分(fen)驗證了(le)這(zhe)一(yi)材料。

這項研究(jiu)展現(xian)出團隊創造的三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)異質結材料在(zai)發(fa)展高效(xiao)、明亮(liang)且穩(wen)定鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)LED方(fang)面的巨大潛力。