中心助力我校在《Science Advances》发表研究论文阅读次数 [390] 发布时间 :2022-09-27 16:07:19

近日，我校物理与光电工程学院黄浦助理教授、贺廷超教授、李贵君助理教授联合在钙钛矿蓝光LED研究方面取得重要突破，相关成果以“Lattice strain modulation toward efficient blue perovskite light-emitting diodes”为题发表于Science旗下国际顶尖期刊《Science Advances》（中科院一区Top，影响因子：14.972），深圳大学为第一单位，黄浦、贺廷超、李贵君为论文通讯作者，博士后研究员刘宝星为论文第一作者。

蓝光是自然界中三基色不可缺少的组成部分，蓝光材料及其发光二极管（LEDs）在照明和平板显示领域起着至关重要的作用。近年来，具有高荧光量子产率（PLQY）和高饱和度的卤化物钙钛矿材料凭借其独特优势，比如低成本、易于合成的溶液加工性、带隙可调、高载流子迁移率、长激子扩散长度等，在固态照明与显示领域展现出广泛的应用前景。目前，绿光、红光和近红外钙钛矿LEDs的外量子效率均已突破了20%，并接近商用量子点和有机LEDs的器件性能。然而，作为白光照明和全彩显示的最后一块重要基石，蓝光钙钛矿LEDs在效率方面明显滞后。

针对该问题，作者首次提出组合钙钛矿中的双极化跃迁通道增强蓝光跃迁的物理思想。发现具有Pnma对称性的钙钛矿带边跃迁呈现出很纯的单极化特征，通过结构形变诱导八面体产生畸变，可以调控过渡金属和卤族元素的p-d电子态耦合，进而实现对带边单极化能带顺序的调制。通过沿晶格a方向施加应变，导带底附近的两条单极化能带会形成一种准简并态，这时导带和价带之间的电子/空穴跃迁可以由原先的单一极化选择模式（x方向极化）转变成双极化选择模式（x和y方向极化），从而产生更强的光学跃迁响应。通过控制PEACl和DABr分子的组分比例实现了钙钛矿晶格膨胀，并借助极化依赖的PL光谱表征成功证实了应变对双极化跃迁通道的调制效应。基于该应变钙钛矿的LED器件性能显示，其在488 nm和483 nm蓝光波段的EQE效率分别高达14.71%和10.11%。该工作基于微观机理研究-构效关系验证-器件研发和性能测试的研究路线，为钙钛矿蓝光LED走向实际应用迈出了重要一步。该工作得到国际同行的高度评价：

“The entry point of this work is ingenious and the performance of the devices is outstanding. The perspective presented in this work can be extended to other work on improving the efficiency of perovskite optoelectronic devices through strain engineering.”

“这项工作的切入点很巧妙，器件的性能也很突出。这项工作提出的思想可以扩展到其他钙钛矿光电器件中，通过应变工程提高器件效率。”

“Their research strategies and results will bring the blue PeLEDs filed a step closer toward practical applications.”

“他们的研究策略和成果使钙钛矿蓝光 LED走向实际应用更进了一步。”

全文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq0138