用于深藍光的鈣鈦礦LED研究獲得進展

LED顯示屏的深藍色很可能是由氮化銦鎵（InGaN）產生的，這是一種昂貴的物質。在LED領域，研究人員正在尋找一種稱為準2D Ruddlesdenu2Popper鈣鈦礦（2D-RPP）的鈣鈦礦的替代品。2D-RPP 具有出色的光電特性，是 LED 的理想選擇。盡管基于 2D-RPP 的 LED 在性能方面取得了快速發展，但展示藍光和純彩色 LED 仍然具有挑戰性。

用于生產2D-RPP薄膜的傳統制造工藝（例如，熱流延和反溶劑滴落）在薄膜結晶過程中誘導化學物質的空間分離。由此產生的混合鈣鈦礦相喚起了帶隙較小的鈣鈦礦相的發射，這阻礙了深藍色發射。為了實現深藍光LED，需要一種能夠精確控制結晶過程中2D-RPP相演變的策略。

通過熱反溶劑浴制備的深藍色發射鈣鈦礦發光二極管（LED）的操作過程中的掃描電子顯微鏡圖像（左）和瞬態吸收光譜（右）。

據Advanced Photonics報道，韓國延世大學和成均館大學的研究人員最近提出了一種快速結晶方法，通過控制結晶動力學來操縱2D鈣鈦礦相演變，以制造純相2D-RPP，從而實現深藍色發射鈣鈦礦LED。當旋涂前驅體濕膜浸沒在乙醚的熱浴中時，由于乙醚快速提取前驅體溶劑，立即發生結晶。極快的結晶動力學使所有化學物質隨機分布在整個薄膜中，成功產生高相純度的2D-RPP晶體。

穩態光致發光和超快瞬態吸收清楚地表明，通過熱反溶劑浴快速結晶可實現具有隨機取向晶體的高相純二維鈣鈦礦薄膜。2D鈣鈦礦晶體的隨機取向增強了電荷傳輸并改善了電荷遷移率，從而有利于器件性能。所得的深藍光發射鈣鈦礦LED表現出最大外部量子效率（EQE）為0.63%，發射波長以437 nm為中心。未封裝的PeLED的穩定性延長，EL光譜變化可忽略不計，與最先進的器件高度相當。

延世大學材料科學與工程系教授Jooho Moon表示：“這項工作為實現高性能和光譜穩定的深藍色鈣鈦礦LED提供了一種新穎的方法。我們的研究表明，控制結晶動力學是制備純相2D-RPP晶體的關鍵，在應對當前挑戰方面顯示出巨大的前景。

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