由西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士黃維教授與南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院常務(wù)副院長王建浦教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)利用低溫溶液法，近日在鈣鈦礦發(fā)光層設(shè)計(jì)上提出了新思路，將近紅外鈣鈦礦LED外量子效率提高到20．7％，再次刷新了世界紀(jì)錄，其相關(guān)研究成果于10月11日發(fā)表在Nature（《自然》）雜志上。

LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體電子元件，具有節(jié)能、環(huán)保、安全和高亮度等特點(diǎn)，在日常生活和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來興起的鈣鈦礦發(fā)光二極管兼具無機(jī)LED和有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的優(yōu)勢，在低能耗、高亮度、大尺寸顯示與照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。2016年該科研團(tuán)隊(duì)即提出鈣鈦礦維度調(diào)控創(chuàng)造鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）效率記錄。

對于許多長期從事鈣鈦礦LED研究的科學(xué)家們來說，唯有平整、覆蓋率高、無明顯孔洞的鈣鈦礦薄膜才是實(shí)現(xiàn)高效率器件的基礎(chǔ)。該科研團(tuán)隊(duì)此次在《自然》雜志上發(fā)表的題為“基于自發(fā)形成亞微米結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管”的研究論文不僅打破這一觀點(diǎn)，還報(bào)道了當(dāng)前世界上最高的鈣鈦礦LED外量子效率。王建浦教授說，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)鈣鈦礦晶粒像一個(gè)個(gè)麻將牌，互不相連且不規(guī)則地分布在襯底表面時(shí)，可以獲得外量子效率達(dá)到20．7％的近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管，與國際同行獲得的13％外量子效率相比，提高了將近8個(gè)百分點(diǎn)，器件輻照度達(dá)到390 W sr－1 m－2，并且在100 mA cm－2的電流密度下持續(xù)工作20個(gè)小時(shí)后效率才降低一半，性能遠(yuǎn)超目前熱門的相近發(fā)光波段的OLED。

據(jù)黃維院士介紹，該團(tuán)隊(duì)還與與浙江大學(xué)田鶴教授、戴道鋅教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)這種鈣鈦礦發(fā)光層是由分散的鈣鈦礦晶粒和嵌入在晶粒之間的低折射率有機(jī)絕緣層組成的，并且這種結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步使器件頂電極形成高低起伏的褶皺結(jié)構(gòu)，從而有效提升器件的出光效率。這一成果對鈣鈦礦LED的發(fā)展與應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)踐意義，為進(jìn)一步推進(jìn)鈣鈦礦LED的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了全新思路和途徑?！?/p>