南開化學科研團隊實現高性能全鈣鈦礦三結白光LED

3月11日，國際頂級學術期刊《自然·光子學》（Nature Photonics）在線發表了南開大學化學學院袁明鑒教授、姜源植研究員領銜課題組的最新研究成果。

圖片來源：Nature Photonics

團隊在新型鈣鈦礦全彩超高清顯示技術領域取得重大進展，成功研發出一種高性能的紅、綠、藍三結串聯白光鈣鈦礦LED，可應用于下一代高色域背光源和超高清顯示領域。

據悉，鈣鈦礦LED憑借其極高的色純度和靈活的可調波長特性，然而，要實現高質量的白光顯示，通常需要將紅、綠、藍三種發光單元進行垂直堆疊。在傳統的制備工藝中，溶液加工方式極易對底層材料造成溶劑損傷，嚴重削弱了器件的效率與穩定性。

雖然轉移印刷技術曾被寄予厚望，但傳統的轉印過程往往因界面粘附力過強而破壞薄膜結構，導致性能大幅退化。

針對這一核心痛點，南開大學研究團隊創新性地提出了固液可切換界面新策略。通過引入一種能夠受控釋放甲胺的羧酸銨中間層，團隊在轉印過程中實現了鈣鈦礦表面的瞬時液化，該設計顯著降低了界面間的粘附力與機械應力，使得轉印后的薄膜在形貌和光電性能上完全達到了原始旋涂薄膜的水平，實現了無損集成。

在器件結構設計上，研究團隊構建了基于氟化鋰、金與三氧化鉬的高效子單元連接層，通過精密的界面偶極調控與隧穿輔助注入機制，成功將電荷生成勢壘降至最低，總電壓損耗僅為0.5伏左右。

得益于無損轉印工藝與優化后的互聯結構，該全鈣鈦礦三結白光LED器件最高亮度達到67370坎德拉每平方米，峰值外量子效率高達17.6%，色域覆蓋范圍更是達到了143%的NTSC標準，超越了此前報道的所有鈣鈦礦基串聯白光LED記錄。

研究團隊表示，轉印集成策略不僅提升鈣鈦礦LED的效率和色域表現，更展現出規?；a潛力。實驗結果表明，該工藝在剛性玻璃和柔性聚合物基底上均具有良好的兼容性。目前，團隊已成功研制出背光顯示原型機，初步驗證了該技術從實驗室走向工程化的可行性。

來源：南開大學新聞網、LEDinside整理

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